Robot de rescate compacto sube al escenario

Una característica importante del programa del Centro de Investigación de Ingeniería de la Fundación Nacional de Ciencias es el énfasis en los bancos de pruebas. Los bancos de prueba están destinados principalmente a proporcionar:

1.) un medio para demostrar la aplicabilidad de los proyectos de investigación a aplicaciones del mundo real y

2.) una guía para la formación de proyectos de investigación adicionales para enfrentar los desafíos vistos en la implementación de porciones relevantes de la funcionalidad del banco de pruebas.

Además, ilustran el potencial del poder fluido para futuros estudiantes y excitan su imaginación para una carrera en las áreas relacionadas. Los bancos de pruebas CCEFP se seleccionan para cubrir colectivamente una amplia gama de niveles de potencia y el Banco de pruebas 4, el Robot de rescate compacto, representa aplicaciones en el rango de 100W a 1 kW, aplicaciones aproximadamente a escala humana. En este rango, no encontrará muchas aplicaciones actuales de potencia de fluidos en el mercado y, al contrario de las aplicaciones con un rango de potencia más alto, como la excavadora y el vehículo de pasajeros, el Centro eligió una aplicación más exótica: un robot de rescate ambulante con un gran número de grados de libertad y un mercado limitado en este momento. Si bien esto ha sufrido algún escrutinio por parte de aquellos involucrados en aplicaciones más convencionales, un robot de rescate personifica muchos desafíos que se pueden encontrar en este rango de potencia e ilustra las oportunidades para algunos productos nuevos en la industria de la energía de fluidos. Se prevén aplicaciones en áreas relacionadas, como robots de servicio, dispositivos de asistencia y aplicaciones agrícolas y de construcción. Los dispositivos relevantes más cercanos que emplean potencia de fluido en o cerca de la disponibilidad comercial incluyen el Big Dog Robot1 de Boston Dynamics para el transporte por terrenos irregulares y el Bear Robot2 (robot de asistencia de extracción en el campo de batalla) de VECNA Robotics que de hecho se beneficiaría de una mejor compactación y eficiencia.

Los desafíos previstos para el CRR (Robot de rescate compacto) incluyen la generación eficiente de energía a pequeña escala, ya sea neumática o hidráulica, algoritmos de control efectivos, especialmente para el servocontrol neumático, e interfaces de operador efectivas que deben ser sustancialmente diferentes a aquellas para aplicaciones más grandes donde el operador tiende a estar montado en el dispositivo.

Los medios de movilidad son un importante punto de decisión del diseño de CRR. ¿Por qué piernas? En una situación de rescate, se anticipa que se encontrarán escombros inestables, escaleras dañadas y obstáculos en el camino. Esta es la situación reportada en el reactor nuclear Fukushima Dai-ichi donde cuatro robots militares iRobot de dos diseños han sido modificados para explorar las áreas de alta radiación de la planta. Si bien el rescate de las víctimas no es la misión de estos robots, obtener acceso a los puntos de interés en la planta es potencialmente muy similar, ya que una explosión de gas hidrógeno en la planta ha resultado en daños significativos a los edificios. Los robots PackBot y Warrior más grandes son vehículos tratados y los operadores informan que tienen dificultades para subir escaleras, ganar tracción, abrir puertas y mantenerse erguido.3 Las experiencias del operador ubicadas sin rodeos en un blog por uno de los operadores brindan una visión realista de los desafíos de operar un robot en un escenario de desastre. Un robot con patas, compacto, neumático o hidráulico podría abordar algunos de los problemas que desafían a los operadores allí.

Los robots de rescate eléctricos son los vehículos más comúnmente rastreados o con ruedas. La negociación de escaleras y terreno accidentado presenta desafíos para estos diseños de "contacto continuo" que la locomoción con patas no suele encontrar. Las piernas pueden moverse de un punto de contacto estable a otro sin contacto con regiones inestables en el medio. Además, el accionamiento intermitente y alternativo de las patas por cilindros neumáticos o hidráulicos es más común de lo que sería para accionamientos eléctricos que son inherentemente rotacionales.