Câu chuyện cánh tay robot của NSK

Mặc dù robot trong các bộ phim Hollywood thường có những cánh tay dễ dàng bắn ra như một con rắn, kéo dài hàng chục mét, nhưng thực tế, chúng ta vẫn chưa đạt được bất cứ điều gì thậm chí tương tự từ xa. Việc chúng ta không có những người quản gia robot có thể chăm sóc mọi nhu cầu của chúng ta, hay quan trọng hơn là robot thực hiện các công việc nguy hiểm để giảm nguy cơ chấn thương cho con người, phần lớn là do “vấn đề một chân cuối cùng”.

 “Vấn đề một chân cuối cùng là gì?”

Trong việc kiểm tra, bảo trì và lắp ráp các máy móc, hệ thống và sản phẩm phức tạp, robot thường được yêu cầu để tiếp cận mục tiêu của chúng thông qua các không gian hẹp, quanh co. Ví dụ, trong các nhiệm vụ kiểm tra, thường không gian khó khăn nhất để điều hướng là một chân cuối cùng (30 cm), tiếp cận các không gian chật hẹp ở giữa các đường ống và dây điện, hoặc xung quanh góc của trục thông gió. Những nhiệm vụ như vậy, đặt ra những thách thức đáng kể trong thiết kế và điều khiển robot, vì các robot thông thường (sử dụng một loạt các khớp servo hoặc liên kết song song) không thể tiếp cận hiệu quả đến các vị trí đó và thường quá nặng để sử dụng trong các ứng dụng di động.

Mặc dù robot ngày nay có khả năng di chuyển trong không gian mở, nhưng bước chân cuối cùng đến mục tiêu trong môi trường công việc có thể bị lộn xộn với những chướng ngại vật phức tạp, gây khó khăn cho việc hoàn thành công việc hữu ích. Nói cách khác, vấn đề một chân cuối cùng là về khó khăn trong việc phát triển các cơ chế có thể “hoàn thành công việc”, vượt trội hơn cánh tay và bàn tay con người, và được sử dụng cho một loạt các nhiệm vụ gia tăng giá trị.

─ Làm thế nào NSK tham gia với robot và vấn đề một chân cuối cùng ?

Là một công ty đẳng cấp thế giới sản xuất hệ thống lái, động cơ truyền động trực tiếp, bộ truyền động và các bộ phận cơ điện tử khác, NSK tích cực tham gia vào nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực robot và cơ điện tử. Trước đây chúng tôi đã phát triển Lighbot ™ để hướng dẫn bệnh nhân quanh bệnh viện một cách an toàn và gần đây chúng tôi đã tạo ra hai cơ chế cánh tay robot xử lý vấn đề một chân cuối cùng: Cánh tay robot có thể mở rộng di động (MERA) và cơ chế cánh tay lấy cảm hứng từ sự phát triển của thực vật, “Phát triển Cánh tay robot.” Tôi đã phát triển MERA tại MIT vào năm ngoái, nơi NSK đang tài trợ cho nhiều nghiên cứu và nhân viên NSK như tôi tiến hành nghiên cứu như các học giả thỉnh giảng.

Giới thiệu cho chúng tôi về MERA.

MERA có rất nhiều tiềm năng cho các ứng dụng bảo trì và kiểm tra. Hãy tưởng tượng tất cả các đường ống, dây điện và bộ điều khiển mà các nhà máy sản xuất và cơ sở hạ tầng của chúng ta dựa vào. Rất nhiều nhà máy, đường hầm xe lửa và đường dây điện của chúng tôi đang được sử dụng ngoài thời gian phục vụ dự kiến ​​và chỉ ngày càng già đi. Hầu như không có nhu cầu kiểm tra cơ sở hạ tầng và cơ sở như vậy, đặc biệt là trong các không gian nguy hiểm hơn.

─ MERA có thể giúp tránh những nguy hiểm / rủi ro nào ?

Bảo trì và sửa chữa thường liên quan đến việc leo lên những chiếc thang cao và xử lý các rủi ro như đường dây điện cao thế, ống dẫn khí và các mối nguy vật lý và hóa học khác. Sử dụng thang để tiến hành kiểm tra đi kèm với rủi ro đáng kể; rơi từ thang chiếm một phần lớn các vụ tai nạn lao động hàng năm.

Chúng ta cũng cần xem xét các thảm họa tự nhiên và các tình huống hỏng hóc khác có thể làm tăng đáng kể rủi ro cho các nhân viên bảo trì như phần mái / trần nhà bị sập hoặc hư hỏng một phần, đường ống bị vỡ, rò rỉ khí hoặc hóa chất và hệ thống dây điện bị rối.

MERA có thể được sử dụng để tiến hành kiểm tra sơ bộ với một dãy cảm biến, loại bỏ sự cần thiết của một người để leo lên một cái thang mười hai feet đến một tình huống nguy hiểm tiềm tàng. MERA cũng có thể thực hiện nhiều công việc hơn như nâng tấm trần hoặc làm thanh tra tự động tại công trường, chụp ảnh khớp, nối dây hoặc công việc nhạy cảm với chất lượng khác để xem xét bởi một chuyên gia ngoài công trường.

─ Bạn đã học được gì khi phát triển MERA ?

Nghiên cứu này là một phần trong nỗ lực khám phá các ứng dụng mới và tương lai của chúng tôi, vì vậy không giống như các dự án khác dựa trên nghiên cứu trước đó, về cơ bản chúng tôi bắt đầu từ con số không, điều này chắc chắn đặt ra thách thức.

Triết lý của MIT về việc phát triển các ý tưởng mới tập trung vào việc tạo ra các mô hình và nguyên mẫu trong thế giới thực theo lịch trình hàng tuần – “Chỉ cần thực hiện nó!” Vì vậy, chúng tôi thảo luận về ý tưởng, xác định các thách thức, khái niệm hóa một giải pháp, in 3D một nguyên mẫu và tiến hành các thử nghiệm để xem mọi thứ diễn ra như thế nào. Và một lần nữa, chúng tôi làm tất cả điều này chỉ trong một tuần, lặp lại quy trình mỗi tuần – tốc độ và tâm lý tại MIT hoàn toàn khác với bất kỳ nơi nào khác.

Phong cách tập trung vào thử nghiệm và lỗi này cực kỳ động lực và bổ ích, bởi vì bạn thực sự có được các lý thuyết và mô hình của bạn trong tay hàng tuần. Điều này thực sự thúc đẩy cảm giác thành công hoặc tiến bộ và giúp dễ dàng xác định các vấn đề mới hoặc còn lại. Tôi nghĩ rằng nhiều công ty có thể học cách áp dụng các chu kỳ phát triển nhanh hơn, gọn hơn bằng cách làm theo một phong cách tương tự.

─ Điều gì đã là phản ứng ban đầu đối với MERA ?

Sau khi triển lãm MERA tại ATX East ở New York, chúng tôi đã nhận được một số câu hỏi từ các công ty bảo trì, rất phù hợp với khả năng của MERA. Điều gây ngạc nhiên cho chúng tôi là một số công ty muốn sử dụng MERA để kiểm tra cống rãnh và đường hầm hẹp. Việc bật nắp nắp hố ga và để MERA kéo dài xuống lỗ là điều hoàn toàn có thể, nhưng thật thú vị vì chúng tôi chủ yếu nghĩ đến việc sử dụng MERA để đạt đến vị trí cao.

─ Điều gì đến tiếp theo?

Nhiều công ty đang thực hiện nghiên cứu thăm dò tương tự và các dự án định hướng trong tương lai, nhưng đây thường là những nỗ lực ngắn hạn một lần. Câu hỏi lớn vẫn còn là làm thế nào chúng ta đưa nỗ lực nghiên cứu của mình lên một tầm cao mới và bắt đầu hành trình thương mại hóa.

Nghiên cứu được thực hiện trên MERA chắc chắn sẽ được mở rộng trong giới học thuật, nhưng chúng tôi muốn đưa ra một giải pháp tạo ra sự khác biệt trong xã hội – như giảm tai nạn tại nơi làm việc. Đối với điều này, chúng tôi sẽ cần phải thông báo và thiết lập quan hệ đối tác mới với các công ty đã sẵn sàng thiết lập tương lai cùng với NSK.