General Motors и NASA разработват съвместно роботизирана ръкавица, която може да бъде използвана от работниците в автомобилните заводи и астронавтите в космоса и да ги улесни при изпълнение на техните задължения, намалявайки потенциалния риск от травми и наранявания при извършване на монотонни и тежки операции.
Устройството за подпомагане на човешкия захват (Human Grasp Assist Device), популярно и в двете организации като „K-glove” или „Robo-Glove” („Роботизирана ръкавица”), е резултат от проекта Robonaut 2 (R2) на GM и NASA, който през 2011 година изпрати в космоса първия човекоподобен робот. R2 е сред постоянните жители на Международната космическа станция ISS (International Space Station).
Когато инженерите, развойните специалисти и учените от GM и NASA започват своето сътрудничество върху разработката на R2 през 2007 година, едно от конструктивните изисквания към робота е да борави с инструменти, предназначени за употреба от хора – както от астронавти в открития космос, така и от работници в автомобилните заводи на Земята. Развойният екип постига завидна сръчност на механизма на ръката на R2 с използване на свръхмодерни сензори, изпълнителни модули и еластомери, сравними с нервите, мускулите и сухожилията в човешката ръка.
Процесът на изследователската дейност показва ясно, че многократният захват на даден инструмент може да предизвика умора в мускулите на ръката в рамките на няколко минути, а в първоначалните изпитания на Robo-Glove е регистрирана възможност за по-продължителен и удобен захват при използване на роботизираното устройство.
“След цялостното завършване на разработката, Robo-Glove ще притежава потенциална възможност за намаляване на усилието, което работникът в автомобилния завод трябва да прилага при продължително или многократно използване на даден инструмент с едни и същи движения,” споделя Дайна Коумин, директор на GM, oтговорен за производственото оборудване, глобалната стратегия за автоматизация и процесите за внедряване. “По този начин очакваме да намалим риска от травми и наранявания при извършване на монотонни и тежки операции.”
Така например, ако астронавтът в херметичен скафандър в условията на открития космос и работникът на монтажен конвейер в автомобилен завод трябва да прилагат усилие в размер на 67- 89 Нютона за работа с даден инструмент при дадена операция, с роботизираната ръкавица същото усилие се снижава до едва 22 до 44 Нютона.
“Прототипът на ръкавицата разкрива пред екипа за разработка на космически скафандри перспективни възможности за изследване на нови идеи и е истинско предизвикателство пред традиционното мислене относно способността на човешката ръка за извършване на сложни операции извън космическите апарати,” споделя Tриш Питити, ръководител на отдела за животоподдържащи и терморегулиращи системи на екипажите в космическия център на NASA в Джонсън.
Вдъхновени от системата за задвижване на пръстите при R2, изпълнителните модули са вградени в горната част на ръкавицата с цел да осигурят подкрепа на човешките пръсти при осъществяване на захвата. Сензорите за налягане, подобни на тези, които осигуряват на R2 усещането за докосване, са интегрирани във върховете на пръстите на ръкавицата с цел да регистрират мигновено момента, в който операторът хваща съответния инструмент. След като инструментът бъде хванат, синтетичните сухожилия автоматично се съкращават, изтегляйки пръстите в позиция на захват и задържайки ги в това положение до команда за освобождаване от сензора.
GM и NASA са изпратили 46 заявки за патенти при R2, сред които 21 на брой за механизма на ръката на R2 и четири само за Robo-Glove. Първият прототип на ръкавицата е бил завършен през месец март 2011 година, а второто поколение идва три месеца по-късно. Тъканта, от която е изработена ръкавицата е производство на компанията Oceaneering Space Systems – същата, която доставя и „кожата” на робота R2.
Теглото на най-новите прототипи е около 0,9 килограма , в които се включват управляващата електроника, изпълнителните звена и малък дисплей за програмиране и диагностика на функциите. Цялостната система се захранва със стандартна литиево-йонна акумулаторна батерия от типа, използван за ръчни електроинструменти, която се закрепва с щипка за колана на оператора. Прототипът от трето поколение, при който компонентите ще бъдат реконфигурирани с цел намаляване на размерите и теглото на системата, вече наближава заключителна фаза.
“Ние непрекъснато се стремим да повишаваме безопасността и продуктивността на нашите монтажни линии,” отбелязва Коумин. “Целта ни е да приложим ефективно тази технология в монтажните цехове на компанията в близко бъдеще.”
Сътрудничеството между NASA и GM в разработката на ключови технологии има зад гърба си дълга история, която започва през 60-те години на миналия век с развойната дейност в областта на навигационното оборудване на космическите апарати за мисиите от програмата Apollo. GM играе жизненоважна роля и в разработката на лунния автомобил (Lunar Rover Vehicle) – първото превозно средство, управлявано от човек на повърхността на Луната.
Източник: GM
1
