Robot penyeimbang diri dengan komponen seperti ekor
Robot

Robot penyeimbang diri dengan komponen seperti ekor


Gambar yang menguraikan desain robot self-balancing yang dikembangkan oleh para peneliti. Kredit: Zhang, Ren & Cheng.

Alam adalah salah satu sumber inspirasi terbesar bagi para insinyur dan ilmuwan komputer yang mengembangkan alat teknologi baru. Selama dekade terakhir ini, ahli robot telah mengembangkan robot yang tak terhitung jumlahnya yang terinspirasi oleh perilaku dan mekanisme biologis ular, ikan, cheetah, burung, serangga, dan hewan lain yang tak terhitung jumlahnya.

Para peneliti di Institut Teknologi Beijing baru-baru ini merancang robot baru yang terinspirasi dari bio yang dapat menjaga keseimbangannya menggunakan mekanisme mirip ekor. Robot ini, yang dipresentasikan dalam makalah yang diterbitkan dalam Springer’s Proceedings of 2020 Chinese Intelligent Systems Conference, terdiri dari bodi utama, dua roda, dan komponen yang diilhami ekor yang membantunya mempertahankan keseimbangan.

‘Ekor’ robot dikendalikan oleh pengontrol mode geser hirarkis adaptif, yang memungkinkannya berputar ke berbagai arah dalam area yang sejajar dengan roda robot. Pada dasarnya, pengontrol ini mendefinisikan dan mengimplementasikan gerakan komponen seperti ekor, memastikan bahwa mereka meningkatkan stabilitas robot saat menavigasi lingkungan sekitarnya.

Untuk memungkinkan robot menjaga keseimbangannya saat bergerak dalam lingkungan yang dinamis atau berubah, pengontrol menggunakan perkiraan ketidakpastian. Gerakan ‘ekor’ buatan dalam pola tertentu yang dirancang untuk meningkatkan stabilitas robot dan dihitung menggunakan apa yang disebut teorema stabilitas Lyapunov. Stabilitas Lyapunov adalah konstruksi teoretis yang menggambarkan stabilitas sistem dinamis, yang diperkenalkan oleh matematikawan dan fisikawan Rusia Aleksandr Lyapunov.

Sebagian besar pendekatan yang ada untuk menyeimbangkan kendaraan dengan dua roda bekerja dengan mengumpulkan data ketinggian badan kendaraan menggunakan unit pengukuran inersia (IMU). IMU adalah perangkat elektronik yang dapat mengukur gaya tertentu yang bekerja pada suatu benda atau benda, serta kecepatan sudut, orientasi, dan sebagainya. Pendekatan konvensional untuk menyeimbangkan robot robot roda dua memproses data yang dikumpulkan oleh perangkat IMU melalui komponen pengontrol dan kemudian menerapkan strategi penyeimbangan yang sesuai, biasanya dengan menyesuaikan sudut kemiringannya.

Sementara banyak dari pendekatan ini mencapai hasil yang memuaskan, desain yang diusulkan oleh para peneliti memperkenalkan alternatif yang layak yang tidak melibatkan penyesuaian sudut kemiringan robot melalui motor roda. Ini adalah salah satu dari sedikit teknik yang ada untuk meningkatkan keseimbangan robot beroda sambil mempertimbangkan ketidakpastian lingkungan yang diilhami oleh ekor hewan.

Para peneliti mengevaluasi keefektifan mekanisme robotik mirip ekor dalam serangkaian simulasi. Temuan mereka sangat menjanjikan, karena ketika robot kehilangan keseimbangan dalam lingkungan simulasi ini, ‘ekor’ buatan mampu menyeimbangkannya kembali dalam waktu sekitar 3,5 detik. Selain itu, mereka menemukan bahwa komponen pengontrol yang mereka buat sangat tahan terhadap kebisingan dan gangguan.

Di masa depan, mekanisme mirip ekor yang dikembangkan oleh tim peneliti ini dapat diadaptasi untuk meningkatkan stabilitas dan keseimbangan robot lain yang sudah ada atau yang baru dikembangkan. Selain itu, temuan yang dikumpulkan sebagai bagian dari penelitian ini dapat menginspirasi ahli robot lain untuk merancang komponen mirip ekor yang serupa.

Sejauh ini, para peneliti di Institut Teknologi Beijing hanya mengevaluasi robot penyeimbang diri mereka dalam simulasi, sehingga mereka belum memastikan keefektifannya dalam lingkungan fisik yang nyata. Dalam studi berikutnya, mereka berencana untuk membangun prototipe robot dan melakukan eksperimen lebih lanjut untuk menguji kinerjanya dalam skenario dunia nyata.


Kecoak dan kadal menginspirasi robot baru yang dikembangkan oleh peneliti


Informasi lebih lanjut:
Kontrol dan penerapan mekanisme mirip ekor dalam robot keseimbangan diri. Prosiding Konferensi Sistem Cerdas Cina 2020(2020). DOI: 10.1007 / 978-981-15-8458-9_76.

© 2020 Science X Network

Kutipan: Robot penyeimbang diri dengan komponen seperti ekor (2020, 3 November) diambil pada 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-self-balancing-robot-tail-like-component.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Singapore Prize