Robot modulari riconfigurabili in applicazioni spaziali

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I robot sono dispositivi elettromeccanici automatici simili a esseri umani o animali controllati da un circuito elettronico o da un programma per computer. Esistono diversi tipi di robot per i quali vengono utilizzati diversi tipi di applicazioni . Le recenti tendenze nella tecnologia robotica hanno sviluppato robot avanzati come i robot chirurgici sono manipolatori remoti che vengono utilizzati per gli interventi chirurgici (in particolare la chirurgia del buco della serratura), robot che camminano per lo più con più gambe in grado di muoversi camminando, microbot e nanobot sono microscopici e questi robot nano o nano dispositivi che vengono utilizzati nel corpo umano per curare le malattie, i rover sono robot con ruote che vengono utilizzati per camminare su altri pianeti per l'esplorazione dello spazio. In genere, i robot utilizzati nelle applicazioni spaziali sono robot autonomi , robot modulari riconfigurabili o robot modulari auto-riconfigurabili e così via.

Robot modulari riconfigurabili

I robot modulari riconfigurabili sono generalmente dispositivi cinematici autonomi con morfologia regolabile. Nei robot a morfologia fissa solo i compiti convenzionali come l'attivazione, il rilevamento e il controllo possono essere eseguiti. Ma i robot auto-riconfigurabili oi robot modulari riconfigurabili sono in grado di cambiare la propria forma riorganizzando la connettività delle loro parti in modo tale da adattarsi a nuove circostanze, eseguire nuovi compiti e recuperare dai danni.




Robot modulari riconfigurabili

Robot modulari riconfigurabili

Questi robot auto-riconfigurabili possono essere definiti come robot che possono cambiare la loro forma in base al percorso che devono attraversare. Ad esempio, se un robot deve passare attraverso un tubo stretto, si riconfigurerà a forma di verme e se deve attraversare un terreno irregolare, riconfigurerà la sua forma con zampe a forma di ragno. Se c'è un terreno pianeggiante, si riconfigurerà come una struttura simile a una palla per un movimento rapido.



Questi robot riconfigurabili sono nuovamente classificati in due tipi in base al design. Come sistemi robotici modulari omogenei è costituito da diversi moduli con un design simile per formare una struttura tale da eseguire un compito richiesto. Un sistema robotico modulare eterogeneo è costituito da diversi moduli con design diversi ciascuno dei quali svolge funzioni specifiche e questi sono utilizzati per formare una struttura che svolge un compito richiesto.

Robot riconfigurabili nelle applicazioni spaziali

Come parte della ricerca sugli altri pianeti, molti paesi lanciano frequentemente diversi satelliti o missioni spaziali per studiare le condizioni e le caratteristiche dei pianeti. Pertanto, per ottenere dati a lungo termine, vengono lanciate missioni spaziali a lungo termine e queste missioni spaziali a lungo termine sono tipicamente sistemi auto-riconfigurabili.

Questi robot auto-riconfigurabili sono in grado di gestire situazioni impreviste e di autoripararsi in caso di danni. Sappiamo che le missioni spaziali sono enormi e limitate in termini di massa, quindi è utile se utilizziamo robot auto-configurabili in grado di eseguire più attività invece di più robot che ciascuno svolga solo un compito particolare.


Robot utilizzati nelle applicazioni spaziali

Robot utilizzati nelle applicazioni spaziali

Fino ad oggi, gli esseri umani hanno messo piede diverso dal pianeta terra è solo la luna. Considerando che, i robot modulari utilizzati nelle applicazioni spaziali vengono lanciati su molti altri pianeti. Una serie di lander, manipolatori, orbiter e rover inviati su Marte sono famosi robot utilizzati nelle applicazioni spaziali.

Manipolatori robotici e rover

Esistono vari tipi di attività che vengono eseguite da robot articolati nello spazio. Il processo di manutenzione dell'apparato o dell'attrezzatura nello spazio è chiamato manipolazione dello spazio che viene eseguita da robot articolati. Polybot si adatta bene alla manutenzione e all'ispezione di stazioni spaziali o satellitari. I manipolatori robotici sono progettati per il posizionamento nello spazio o su altri pianeti per emulare le capacità di manipolazione umana. Sono generalmente posizionati su veicoli spaziali a volo libero o sulla messa a punto dell'orbita di altri veicoli spaziali, all'interno di veicoli spaziali, lander planetari e rover per l'acquisizione di campioni.

Robot Manipulator

Robot Manipulator

I rover robotici sono progettati per il posizionamento sui pianeti per emulare le capacità di movimento umano. Sono spesso posizionati sulle superfici dei pianeti terrestri, piccoli sistemi solari , aerobot (atmosfere planetarie), cydrobot (strati di ghiaccio) e hydrobot (strati liquidi).

Progettazione e ottimizzazione automatizzate

Robot modulari riconfigurabili o sistemi robotici modulari sono combinati con strumenti software per aiutare a selezionare e progettare la migliore morfologia e struttura di controllo per eseguire ogni particolare attività. Sebbene molti tratti di questo progetto dipenderanno inevitabilmente dall'intelligenza umana per il prevedibile futuro, altri tratti sono consenzienti per la progettazione e l'ottimizzazione automatizzate. Tutti i robot riconfigurabili utilizzati nelle applicazioni spaziali devono essere progettati in modo tale da poter sopravvivere a sollecitazioni di lancio, radiazioni nello spazio, vuoto, distribuzione planetaria e ambiente del pianeta (pianeta su cui vengono utilizzati robot riconfigurabili o su pianeti target).

Esistono due tipi di progetti di robot riconfigurabili e sono: progetti basati su reticolo e progetti basati su catene.

Disegni basati su reticolo di robot riconfigurabili maschili

Disegni basati su reticolo di robot riconfigurabili maschili

Nei progetti basati su reticolo, la riconfigurazione è facile, ma è difficile generare movimento e questo progetto richiede un numero maggiore di connettori e attuatori.

Disegni a catena di robot riconfigurabili

Disegni a catena di robot riconfigurabili

Nei progetti basati su catene, la riconfigurazione è difficile e ha una rigidità insufficiente, ma è facile generare movimento.

Simulazione robotica riconfigurabile modulare

È stato sviluppato un ambiente di simulazione software basato sulla fisica utilizzando C ++ che facilita gli utenti per la costruzione di robot riconfigurabili utilizzando vari tipi di moduli. Ulteriori tipi di moduli vengono aggiunti con connettori compatibili per estendere la simulazione.

Esempio pratico di robot modulare auto-riconfigurabile

Modulo trasformatore modulare

Modulo trasformatore modulare

Il trasformatore modulare è uno dei robot riconfigurabili di uso frequente e questi moduli M-TRAN vengono utilizzati per formare una struttura 3-D (che può cambiare la propria configurazione e anche in grado di generare piccoli robot), robot multi-DOF (che locomota in modo flessibile), e robot in metamorfosi. Questo trasformatore modulare è composto da due attuatori e una batteria.

Schema interno del modulo M-TRAN

Schema interno del modulo M-TRAN

Schema a blocchi interno del modulo M-TRAN, composto da batteria agli ioni di litio, molla non lineare, circuito di alimentazione, CPU principale, sensore di accelerazione, magnete permanente, bobina SMA, piastra di collegamento e PIC.

Questi robot riconfigurabili sono utilizzati nelle applicazioni spaziali per raggiungere obiettivi specifici come la fornitura di telecomunicazioni, l'osservazione sulla terra per la restituzione dei dati, la fattibilità militare e finalità di navigazione .

Ci sono molti altri progetti e applicazioni basati su robot:

Spero che questo articolo fornisca brevi informazioni sui robot modulari riconfigurabili utilizzati nelle applicazioni spaziali. Per ulteriori informazioni su progetti elettronici basati su robot puoi contattarci pubblicando le tue domande nella sezione commenti qui sotto.

Crediti fotografici