Роботы, ухаживающие за роботами, безопаснее благодаря новым технологиям

В ближайшие годы использование вспомогательных роботов, как их называют, станет еще более важным из-за возрастающего старения населения и постоянно растущих затрат на медицинское обслуживание. Робототехника уже сейчас очень ценится для людей с физическими недостатками, когда дело доходит до выполнения повседневных задач. Роботизированная рука на инвалидном кресле или столе, например, позволяет человеку открыть дверь или взять стакан самостоятельно, а это означает, что эта группа пациентов меньше зависит от медицинских работников, а также повышает качество жизни пациентов.
Однако на практике существующая форма робототехники не идеальна для функции поддержки ухода, поскольку системы основаны на роботах, которые выполняют повторяющиеся задачи в промышленности.

Эти роботы обычно ведут себя как жесткие и менее безопасные системы: системе, которая управляет электродвигателями (исполнительными механизмами), не хватает гибкости, которая требуется в незнакомой домашней среде. Робот часто будет искать кратчайший путь от пункта А до пункта Б, практически не обращая внимания на препятствия или людей в непосредственной близости от него. Таким образом, существует относительно большой риск повреждения робота или препятствия.

Добавление упругой пружины к приводу может сделать робот или его манипулятор намного безопаснее, как показали исследования, проведенные отделом робототехники и мехатроники. Эта пружина обеспечивает более эластичное поведение робота: он поддается при столкновении с препятствием.

Эта технология (известная как привод с переменной жесткостью) никогда ранее не использовалась в вспомогательной робототехнике. «Мы считаем, что это может стать основой для нового поколения роботов в сфере ухода: роботов, которые могут выполнять больше повседневных задач более безопасным способом, при этом оставаясь чрезвычайно точными», — говорит исследователь Стефан Гротуис.
Дальнейшее усовершенствование манипулятора робота было достигнуто за счет другого позиционирования привода. Обычно каждый сустав имеет один электромотор, позволяющий этому суставу двигаться.

В человеческом теле это движение достигается за счет мышц вокруг сустава, например тазобедренного сустава. Но у людей также есть различные мышцы, которые перемещают два сустава одновременно, например, двуглавая мышца, которая перемещает локоть и плечо.

Этот принцип был включен в исследования, и он придает манипулятору робота другие упругие свойства. Докторантские исследования Гротуиса привели к созданию различных приводов переменной жесткости и математической модели для манипуляторов роботов, основанной на сетевой структуре.

С помощью этой модели становится относительно легко отрегулировать положение исполнительных механизмов, что упрощает анализ этих рычагов. Это позволяет разработать манипулятор, идеально подходящий для сектора здравоохранения.