توپ بار الکتریکی موجب حرکت ساده‌تر ربات‌ه

در رشته ای که ماشین آلات پیچیده منجر به مانورهای پیچیده تر می شوند، سیستمی که صرفا جهت حرکت به یک توپ وابسته باشد در سمت ساده ی طیف قرار می گیرد. ده سال پیش ما با چنین ایده ای آشنا شدیم و اکنون گروه پشت ایده ی اولیه ی Ballbot با سیستمی ساده تر به میدان بازگشته اند. این دستگاه ارتقا یافته، SIMbot نامیده شده و از یک موتور القایی آزمایشی به جای سیستم محرک مکانیکی برای حرکت استفاده می کند که منجر به رباتی با اجزای متحرک کمتر خواهد شد. با ما در بهترین ها در زمین همراه باشید.

ربات اولیه ی Ballbot توسط پروفسور رالف هولیس، پژوهشگر رباتیک دانشگاه کارنگی ملون ساخته شد. این ربات بلند و باریک با قدرت باتری عمل می کرد و یک ربات چندجهتی بود، مشخصاتی که بنا به اعلام سازنده می توانست منجر به همکاری بهتر ربات و انسان در محیط های شلوغ شود.

به دلیل شکل فیزیکی باریک و چالاکی بالایش، این ربات می تواند به راحتی از درگاه ها و از میان وسایل و ابزار عبور کرده و به سادگی از میان راه کنار برود. چندین سال پیش شرکتی با نسخه ای با نام mObi در پی استفاده از این قابلیت های ربات کارنگی ملون بود تا به نظارت بر بیمارستان ها و ادارات بپردازند. این دستگاه همچنین بر تعدادی از Ballbotهای متخصصان رباتیکی ژاپن، سوئیس و اسپانیا نیز تاثیر گذاشت.

اما Ballbotها برای حرکت دادن توپ در پایه ی خود و صاف نگه داشتن ربات، نیاز به بخش های مکانیکی داشته اند. به این ترتیب موتورها باید به تحریک غلطک هایی می پرداختند که برخلاف جهت توپ فشرده می شدند و آن را در جهت مورد نظر حرکت داده و از انحراف بازمی داشتند. این فعالیت بستگی به اطلاعات جمع آوری شده از سنسورهایی که به ردیابی تعادل ربات می پرداختند، داشت.

مایکل شومین، دانشجوی دکترای رباتیک در کارنگی ملون می گوید: "اما کمربندهایی که غلطک ها را هدایت می کردند پس از مدتی کهنه شده و باید تعویض می شدند. و زمانی که این کمربند ها عوض می شدند، سیستم نیاز به کالیره ی مجدد داشت."

به این ترتیب گروه در پی ابزارهای ساده تر مکانیکی جهت به حرکت درآوردن Ballbot بود و در طی این تحقیقات به استفاده از موتورهای القایی تصمیم گرفته شد، موتورهایی که از میدان های مغناطیسی برای تحریک جریان الکتریکی و تولید گشتاور به جای تکیه بر اتصالات الکتریکی استفاده می کنند.

اما اعمال این تکنولوژی به شکل کروی، خود عملیاتی چالش برانگیز بود. درحالیکه این گروه از پیشرفت بدست آمده در این بخش پیش از استفاده از موتورهای القایی کروی (SIM) که می توانند چند درجه ای به جلو و عقب حرکت کرده سخن گفتند، طراحی آنها در ترکیب با نرم افزار و ریاضیات پیشرفته اجازه ی ایجاد موتور های کروی را داده که می توانند آزادانه در هر جهتی بچرخند.

SIM در یک توپ آهنی توخالی درون یک پوسته ی مسی قرار می گیرد. شش استاتور فولادی لایه ای در کنار توپ قرار گرفته و موج های مغناطیسی ایجاد می نمایند که توپ را به آن سمت هدایت می کند. با تغییر جریان های تولید شده از سوی استاتورها، SIIMbot می تواند در جهت های مختلف هدایت شود.

جایگزینی محرک های کمربندی با جریان های الکتریکی از اصطکاک می کاهد و ماشین مورد نظر را بسیار کارآمدتر نموده است. این عمل می تواند در اجرای طولانی مدت از قیمت محصولات نیز بکاهد.