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Articulo de referencia

MABEL (robot)

MABEL es un robot diseñado en 2009 por investigadores de la Universidad de Michigan , conocida por ser el robot bípedo (de dos piernas) con rodillas más rápido del mundo. MABEL ...

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MABEL es un robot diseñado en 2009 por investigadores de la Universidad de Michigan , conocida por ser el robot bípedo (de dos piernas) con rodillas más rápido del mundo. MABEL puede alcanzar velocidades de hasta 3,6  m/s (6,8  mph). [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] El nombre MABEL es un acrónimo de Michigan Anthropomorphic Biped With Electronic Legs (Bípedo Antropomórfico de Michigan con Piernas Electrónicas). [ 1 ] Entre sus creadores se encuentran JW Grizzle, Jonathan Hurst, Hae-Won Park, Koushil Sreenath y Alireza Ramezani. [ 3 ] MABEL pesa 143 libras (65 kilogramos), con la mayor parte de su peso concentrado en la parte superior del torso. Las piernas contienen grandes resortes y están articuladas para formar rodillas. El robot está sujeto a un brazo de seguridad para mayor estabilidad lateral. [ 3 ]

Motivaciones para MABEL

  • Crear un robot similar al “RABBIT” (un robot bípedo francés), pero con ciertas modificaciones. [ 4 ]
  • Crea un robot que pueda correr rápido, adaptarse al terreno y usar la energía de manera eficiente. [ 4 ]
  • Innovar mecanismos de retroalimentación de control y tren motriz eficientes. [ 4 ]
  • Promover la divulgación para la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Michigan . [ 4 ]

Características y tecnología

Regiones

  • Resorte : Las articulaciones de la cadera y la rodilla contienen cada una un resorte conectado en serie con dos motores. [ 3 ]
  • Pies en punta : El extremo de las piernas de MABEL tiene una punta en la parte inferior para que el pie golpee el suelo de manera uniforme cada vez. [ 3 ]
  • Brazo de seguridad : Un gran poste metálico que actúa como estabilizador. Dado que MABEL funciona en 2D, es lateralmente inestable y se caería de lado sin el brazo. [ 3 ]
  • Cable de seguridad : Una cuerda delgada sujeta a la sección media izquierda de MABEL para asegurar que el robot no se caiga. Esto se añadió después de que MABEL se cayera la primera vez que probaba terreno irregular. [ 3 ]

Tren motriz innovador

Para que MABEL funcionara durante periodos prolongados, los investigadores se centraron en optimizar la eficiencia del sistema de propulsión. A diferencia de RABBIT, MABEL se diseñó con los cuatro motores en la sección central en lugar de en las piernas. Esto hace que las piernas sean más ligeras y ágiles. En segundo lugar, la mayor parte de la potencia de MABEL se almacena en grandes resortes que reducen los impactos y almacenan energía. MABEL utiliza un diferencial para que el resorte se conecte a tierra mediante el torso del robot en lugar de conectarse directamente en serie con un motor. Esto permite que la compresión de los resortes aplique mejor la fuerza que empuja el centro de masa hacia arriba. Otro aspecto innovador de los resortes es que se denominan "unilaterales" porque no se extienden más allá de su longitud de reposo, lo que provoca una fuerza no dirigida. [ 4 ]

Algoritmos de control por retroalimentación

Para que MABEL pudiera correr y caminar de forma independiente en terrenos irregulares, los ingenieros utilizaron el entorno de computación en tiempo real y adquisición de datos QNX para crear un control de retroalimentación . [ 4 ] El control de retroalimentación introduce constantemente diferentes entradas al sistema basándose en la información de los sensores. El controlador mide los valores de salida mediante los sensores y los compara con la salida deseada. La diferencia entre la salida medida y los valores de salida deseados es lo que se denomina "señal de error". Esta señal se utiliza para modificar los valores de entrada del sistema en consecuencia. [ 5 ] Este método de control de retroalimentación realiza miles de ajustes por segundo para estabilizar el robot. [ 3 ] Gracias a este sistema, MABEL no solo puede corregirse a sí mismo, sino también reaccionar ante las irregularidades del terreno. [ 4 ]

Difusión y medios de comunicación

El robot MABEL se hizo muy conocido después de que un video de YouTube , subido por u/MichiganEngineering, recibiera más de 450.000 visualizaciones. MABEL también apareció en un segmento de CNN el 19 de septiembre de 2011, en el que el cocreador, el profesor Jessy Grizzle, fue entrevistado en directo por televisión. [ 6 ] Hasta agosto de 2014, MABEL se utilizó para actividades de divulgación durante las visitas de estudiantes de primaria y secundaria a la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Michigan . [ 4 ] El 14 de agosto de 2014, MABEL se exhibió en el Museo Field de Chicago, donde reside actualmente. [ 7 ]

Aplicaciones futuras

En su entrevista con CNN, Jessy Grizzle afirmó que este tipo de tecnología podría ser útil en situaciones de extinción de incendios donde los bomberos creen que no hay nadie en una casa en llamas, pero la vigilancia es necesaria. Más adelante en la entrevista, añadió que los innovadores algoritmos de retroalimentación de control podrían desempeñar un papel importante en la asistencia a personas paralizadas. Explicó que los algoritmos de retroalimentación serían necesarios para diseñar con éxito exoesqueletos , sistemas mecánicos que se acoplan al cuerpo humano para facilitar los movimientos musculares. [ 6 ] Grizzle colabora actualmente con Jonathan Hurst del Instituto de Robótica de Carnegie Mellon para crear un nuevo robot bípedo llamado "MARLO". En lugar de caminar y correr en 2D conectado a una pluma, MARLO se moverá en 3D. Un robot en 3D significa que el robot se mantendría de pie por sí solo, sin pluma ni cable de seguridad. Durante las pruebas realizadas en 2013, MARLO dio 15 pasos con éxito sin necesidad de una pluma para estabilizarse. [ 8 ]

Referencias

  1. 1 2 "Un paso atrás de 8 pulgadas para MABEL es un paso adelante para la robótica" . Michigan Engineering LabLog . Facultad de Ingeniería de la Universidad de Michigan . Recuperado el 30 de octubre de 2014 .
  2. ↑ Sreenath, Koushil. "Un controlador híbrido de dinámica cero adaptable para una marcha bípeda estable, eficiente y rápida en MABEL". CiteSeerX 10.1.1.163.9747 . {{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda )
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 June, Catherine (23 de septiembre de 2011). "Conoce a MABEL: el robot bípedo con rodillas más rápido del mundo" . livescience.com . Consultado el 30 de octubre de 2014 .
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Grizzle, JW (2009). "MABEL, un nuevo robot bípedo caminante y corredor". Conferencia Americana de Control de 2009. págs. 2030–2036 . doi : 10.1109/ACC.2009.5160550 . ISBN  978-1-4244-4523-3. S2CID 2926301 . 
  5. ↑ Doyle, John; Francis, Bruce; Tannenbaum, Allen. "Teoría del control por retroalimentación" (PDF) . control.utoronto.ca . Consultado el 10 de noviembre de 2014 .
  6. 1 2 "MABEL, el robot bípedo" . eecs.umich.edu . Consultado el 30 de octubre de 2014 .
  7. ↑ Szczepanski, Marcin. "Una nueva vida para MABEL en el Museo Field de Chicago" . engin.umich.edu . Consultado el 30 de octubre de 2014 .
  8. ↑ Moore, Nicole (3 de diciembre de 2013). "Robot bípedo camina al aire libre en la Universidad de Michigan" . umich.edu . Consultado el 30 de octubre de 2014 .