Роботы могут избавить людей от однообразных, трудных или опасных задач. Их использование давно установлено во многих областях экономики, таких как промышленное производство, техническое обслуживание, логистика или сельское хозяйство. Интеллектуальный робот характеризуется тем, что он может воспринимать свое окружение и реагировать на них. Это позволяет ему выполнять сложные задачи, например, захватывать неизвестные объекты, действовать гибко и безопасно взаимодействовать с людьми.
Датчики дополняют оптические системы
Для этого интеллектуальным роботам нужны датчики, которые предоставляют им информацию об их окружении. Подобно тому, как человек использует разные чувства одновременно и комбинирует индивидуальные восприятия в мозге для формирования общей картины, так и умный робот должен уметь одновременно фиксировать и оценивать различные физические события с помощью так называемых мультимодальных датчиков. Стационарные и мобильные роботы часто имеют двухмерные или трехмерные камеры и лазерные сканеры, чтобы визуально воспринимать окружающую обстановку. Однако точность этих оптических систем часто снижается из-за неблагоприятных условий освещения или затенения объектов. Исследователи из Института антропоматики и робототехники (IAR) - Интеллектуальная автоматизация процессов и робототехника (IPR) в Технологическом институте Карлсруэ (KIT) разработали датчикикоторые дополняют установленные оптические системы.
Датчики записывают движения и касания одновременно
Дополнительные датчики, ранее использовавшиеся на руках и захватах роботов, в основном ограничены одной функцией: они либо обнаруживают движения, приближаясь к объекту, либо касаются в форме давления. С другой стороны, «емкостные тактильные датчики приближения» (TNS), разработанные в KIT, сочетают в себе обе функции: они регистрируют как движения, так и касания - при необходимости, оба одновременно.
Один сенсорный модуль состоит из трех слоев: нижний слой образует плоский нижний электрод. Изолирующий промежуточный слой выполнен из сжимаемого материала, например, из пены. Верхний слой состоит из нескольких геометрических, регулярно расположенных электродов. Количество и форма электродов крышки могут варьироваться в зависимости от применения. Управляющая электроника может быть установлена отдельно от сенсорных модулей. Модули датчиков могут использоваться отдельно или в качестве системы датчиков, состоящей из нескольких сетевых модулей.
Когда объект приближается к роботу, электрическое поле, окружающее датчик, изменяется. Эта информация оценивается как приблизительная информация. Вот как датчик обнаруживает движения. Напротив, касания, которые приводят к механическому сжатию промежуточного слоя, регистрируются как изменение электрической емкости между электродами.
Компромисс между диапазоном и пространственным разрешением
«Электроды крышки можно комбинировать по желанию», - объясняет профессор Бьёрн Хейн, руководитель группы интеллектуальных промышленных роботов (IIROB) в IAR-IPR KIT. «В зависимости от ситуации можно найти подходящий компромисс между диапазоном и пространственным разрешением датчика». Модули датчиков могут быть объединены в области датчиков разных размеров - от небольших областей на захватах до больших площадей роботов.
Благодаря емкостным тактильным датчикам приближения гибкость и маневренность автоматизированного промышленного производства могут быть значительно увеличены. Кроме того, TNS повышают безопасность взаимодействия человека с машиной: они обнаруживают и определяют местонахождение приближающихся людей и генерируют предупреждающие сигналы, как только заданные безопасные расстояния не достигаются. Тогда скорость выполнения задачи снижается или даже робот останавливается. Таким образом, TNS может внести важный вклад в безопасное сотрудничество между человеком и роботом, при котором люди и роботы работают над одной и той же деталью одновременно.
На Ганноверской ярмарке 2018 года с 23 по 27 апреля, на ведущей международной выставке «Исследования и технологии» в области исследований, разработок и трансфера технологий, KIT в зале 2 на стенде B16 показывает, что возможно с емкостными тактильными датчиками приближения (TNS)., Кроме того, KIT представлен в зале 27 (Энергетика) на стенде K51 и на других тематических стендах. (Ага)