Studenci z Politechniki Wrocławskiej pracują nad przekształceniem robota kroczącego w kształcie psa w mobilne centrum badawcze. W planach mają zbudowanie uniwersalnych modułów i czujników, które będzie można wykorzystać w robotach humanoidalnych. 

Głównym elementem projektu „Cerber” realizowanego przez zespół z Koła Naukowego Robotyków KoNaR jest mobilna platforma robotyczna, udostępniona naszym studentom przez opolską firmę S4Tech. Wykonana z tworzywa sztucznego i metalu maszyna jest wielkości średniego psa. 

Można nią sterować przy pomocy telefonu lub specjalnego kontrolera, ale może się również poruszać w pełni autonomicznie. Robot jest w stanie pokonywać trudny teren, wchodzić i schodzić po schodach, wykonywać przewroty w przód i w tył, a także podnieść się po upadku. 

Modułowość to uniwersalność

Młodzi konstruktorzy postanowili dokładnie zbadać wszystkie jego możliwości i przekształcić go w mobilną platformę badawczą. Wszystko dzięki opracowaniu systemu autorskich modułów, który dzięki szybkiej wymianie pozwoliłby na wykonywanie przez robota szeregu działań badawczych lub inspekcyjnych.

– Robotyka często musi się mierzyć z problemem wąskiej specjalizacji poszczególnych maszyn, a rozwiązaniem mogłaby być właśnie modułowa budowa. Obecnie pracujemy nad modułem termowizyjnym połączonym z komputerem NVIDIA Jetson, który wykorzystuje algorytmy sztucznej inteligencji do rozpoznawania obiektów i ludzi, a może być stosowany na przykład do inspekcji cieplnej budynków – mówi Jakub Borsukiewicz, prezes do spraw organizacyjnych KNR KoNaR oraz koordynator projektu „Cerber”.

Dodatkowo studenci chcieliby wykorzystać na platformie system nawigacji SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), dzięki któremu robot byłby w stanie samodzielnie nawigować w przestrzeni, tworząc na przykład mapy otoczenia w czasie rzeczywistym.

– Nowością byłby też uniwersalny uchwyt do autonomicznego montowania modułów na robocie. Chcielibyśmy tym samym stworzyć nowy standard montażu, który byłby na tyle łatwy i uniwersalny, by można go było zaadaptować również w innych konstrukcjach, w tym w robotach humanoidalnych – wyjaśnia Wojciech Zieliński, prezes do spraw projektów naukowych w KNR KoNaR.

Współpraca roju robotów

Studenci planują, że w przyszłości wymiana modułów mogłaby być prowadzona przez inne roboty, całkowicie bez ingerencji człowieka. Okazuje się bowiem, że roboty kroczące mają obecnie dość mały udźwig, a konstruktorzy przy projektowaniu nowego modułu są ograniczeni do wagi kilku kilogramów.

– Wpadliśmy więc na pomysł, żeby w przyszłości stworzyć i zaprogramować rój współpracujących ze sobą robotów. Jeden z nich, przystosowany do transportu ładunków pojazd gąsienicowy wyposażony w manipulator, mógłby przewozić moduły, dostarczać je i przekazywać mniejszym maszynom, takim jak właśnie nasz Cerber. Takie rozwiązanie mogłoby znaleźć zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, w tym także w branży wojskowej – tłumaczy Wojciech Zieliński. – W Chinach już teraz wykorzystuje się tego typu roboty kroczące w akcjach ratunkowych i gaśniczych. W Polsce takie rozwiązania dopiero się pojawiają, ale już widać, że rynek robotów rozwija się bardzo dynamicznie – dodaje.

Wyzwania konstrukcyjne 

Największym wyzwaniem dla sześcioosobowego, ale stale powiększającego się zespołu będzie miniaturyzacja modułów, które muszą mieć niewielką wagę, ich właściwy montaż na robocie, by nie zaburzyć środka ciężkości oraz właściwa integracja z maszyną. Obecnie dane zbierane przez robota są przesyłane przy pomocy sieci Wi-Fi, ale studenci chcieliby dodać także moduł GSM oraz dodatkowy system łączności, który pozwoliłby na dokładny podgląd wszystkich sensorów. 

– Planujemy, że wstępna wersja mocowań oraz moduł z kamerą termowizyjną będą gotowe już w czerwcu, a naszego robota chcielibyśmy zaprezentować na tegorocznej Droniadzie w Gliwicach – zapowiada Jakub Borsukiewicz.

KN Robotyków KoNaR działa przy Katedrze Cybernetyki i Robotyki na Wydziale Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów. Działający w nim studenci zajmują się m.in. tematyką konstruowania i sterowania robotami, zastosowaniem sztucznej inteligencji oraz systemów wbudowanych. Ze swoimi konstrukcjami od wielu lat z sukcesami rywalizują na największych turniejach robotycznych w kraju i za granicą. 

Sami organizują też jedno z największych wydarzeń robotycznych w Polsce – Międzynarodowe Zawody Robotów Robotic Arena, które w tym roku zaplanowano na 25 kwietnia.

mic