Un système autonome pouvant atteindre des robots mobiles chargés sans interrompre leurs missions

Un système autonome pouvant atteindre des robots mobiles chargés sans interrompre leurs missions

Le prototype de MobileCharger. Crédits : arXiv : 2107.10585v2 [cs.RO]

Des chercheurs de l’Institut des sciences et technologies de Skolkovo en Russie ont récemment développé MobileCharger, un système robotique autonome conçu pour charger d’autres robots au fur et à mesure qu’ils accomplissent leurs missions. Ce système, présenté dans un article prépublié sur arXiv, peut transférer de l’énergie aux robots mobiles sans les forcer à retourner vers des stations de recharge désignées lorsque leur puissance est épuisée.

« En un mot, MobileCharger est une banque d’alimentation mobile pour robots autonomes », a déclaré à TechXplore Dzmitry Tsetserukou, professeur et chef du laboratoire de robotique spatiale intelligente. « Pouvez-vous imaginer que bientôt des milliers de robots de livraison parcourront la ville à côté de nous ? Si un ou plusieurs de ces robots sont déchargés, ce sera un sérieux obstacle pour les piétons et la circulation. »

L’idée générale derrière l’étude récente de Tsetserukou et de ses collègues était de concevoir un système qui puisse atteindre les robots défectueux ou les robots avec une batterie épuisée et les aider. Le système qu’ils ont développé, baptisé MobileCharger, peut charger les robots pendant qu’ils fonctionnent et tentent d’accomplir une mission, telle que la livraison d’un colis ou la collecte de données à un endroit spécifique.

« Un robot de livraison et MobileCharger peuvent fonctionner comme une seule unité jusqu’à ce que le robot cible soit complètement chargé », a expliqué Tsetserukou. « Par la suite, MobileCharger se détache et se dirige vers un nouveau robot ou une nouvelle station de charge. »

Le ravitaillement en vol (c’est-à-dire la fourniture de carburant pendant les opérations de vol) permet aux aéronefs de rester en vol plus longtemps et peut entraîner des économies de carburant de 35 à 40 % lors de missions à longue distance. Le système conçu par Tsetserukou et ses collègues peut donc être très précieux, car le déploiement de plusieurs de ces systèmes sous forme d’essaim pourrait diminuer les coûts des missions de robot et raccourcir le temps qu’un robot de livraison met pour livrer des articles à un endroit donné.

« Au lieu de perdre du temps pour se rendre à la station de recharge, les robots de livraison peuvent toujours être engagés dans la mission », a déclaré Tsetserukou. « À l’avenir, il sera également possible de créer un récupérateur d’énergie MobileCharger avec panneau solaire intégré. Cela signifierait que lorsque la batterie est presque épuisée, un robot peut simplement se déplacer vers un endroit ensoleillé et positionner le panneau solaire vers la lumière du soleil.






Vidéo de DeltaCharger, Crédit : Okunevich et al.

MobileCharger est le premier robot capable de recharger directement d’autres robots autonomes en déplacement. Son composant le plus caractéristique est le DeltaCharger, un système qui peut positionner les électrodes en trois dimensions (3D) pour maintenir la charge dans les situations où un robot cible n’est pas aligné horizontalement ou verticalement sur le chargeur. Cela peut arriver, par exemple, lorsqu’un robot court sur des pierres et d’autres objets ou lorsque la configuration d’un robot ne permet pas de le positionner favorablement pour le chargement.

« Les systèmes de vision par ordinateur ne sont pas aussi efficaces que les systèmes tactiles pour détecter le désalignement des électrodes à proximité », a déclaré Tsetserukou. « DeltaCharger a une perception tactile avancée, car il est basé sur des capteurs de pression à haute densité fournis par le professeur Hiroyuki Kajimoto de l’Université d’électro-communications de Tokyo, au Japon. »

Tsetserukou et ses collègues ont également développé un réseau de neurones convolutifs (CNN) qui peut évaluer l’angle de désalignement entre les électrodes du MobileCharger et celles d’un robot nécessitant une charge. Cet algorithme a été entraîné sur une série de motifs tactiles composés de 100 points.

L’équipe a évalué le CNN dans une série de tests et a découvert qu’il pouvait mesurer les valeurs angulaires, verticales et horizontales du désalignement des électrodes en analysant les données de pression avec des précisions remarquables de 95,46 %, 98,2 % et 86,9 %, respectivement. Cela signifie que le système de charge de robot qu’ils ont développé devrait pouvoir s’attacher à une variété de robots avec différentes configurations, quel que soit l’environnement dans lequel ils se trouvent lorsqu’ils ont besoin d’être rechargés.

« Outre le chargement de robots mobiles, une future application de la technologie pourrait être le chargement de drones dans les airs, avec un drone de chargement basé sur le mécanisme DeltaCharger connecté à la centrale électrique au sol et un drone cible se rechargeant sans atterrir », a déclaré Tsetserukou. . « Les navires autonomes innovants et les pétroliers à moteurs électriques pourraient également être chargés pendant la navigation avec le concept proposé, car cela leur éviterait d’avoir à entrer dans les ports pour faire le plein. les voitures autonomes peuvent être rechargées de la même manière. »

À l’avenir, le système de charge de robot innovant développé par cette équipe de chercheurs pourrait être adapté pour charger d’innombrables systèmes robotiques différents, allant des véhicules autonomes aux robots mobiles. Pendant ce temps, Tsetserukou et ses collègues prévoient de continuer à travailler sur le prototype initial qu’ils ont créé pour améliorer encore ses performances et sa généralisation.

« Pour augmenter la puissance de la source électrique, un essaim de robots MobileCharger peut former une connexion parallèle avec une capacité accrue pour charger des véhicules puissants ou une connexion en série pour ajuster la tension de sortie au véhicule cible », a déclaré Tsetserukou. « À l’avenir, nous pouvons imaginer que les robots non seulement chargeront mais répareront également les robots autonomes pour rendre Roboverse (univers robotique) autosuffisant. »


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Plus d’information:
Iaroslav Okunevich et al, MobileCharger : un robot mobile autonome avec actionneur delta inversé pour une charge de robot robuste et sûre (2021). arXiv : 2107.10585v2 [cs.RO], arxiv.org/abs/2107.10585

Iaroslav Okunevich et al, Delta Charger : Robot de charge avec mécanisme delta inversé et perception tactile haute fidélité pilotée par CNN pour un positionnement 3D précis. Lettres de robotique et d’automatisation IEEE(2021). DOI : 10.1109 / LRA.2021.3098838.

Fourni par Science X Network

© 2021 Réseau Science X

Citation: Un système autonome pouvant atteindre des robots mobiles chargés sans interrompre leurs missions (2021, 22 septembre) récupéré le 22 septembre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-09-autonomous-mobile-robots-missions.html

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