مقابلات
مات كارلسون، نائب رئيس تطوير الأعمال في WiBotic – سلسلة المقابلات
أضف Unite.AI إلى مصادرك المفضلة على Google
مات كارلسون هو نائب رئيس تطوير الأعمال في شركة WiBotic Inc، وهي شركة توفر حلولاً موثوقة لشحن اللاسلكي لتجهيز أنظمة الروبوتات الجوية وال移动ية والمائية.
لماذا تعتبر حلول الشحن اللاسلكي مهمة جدًا لمستقبل الروبوتات؟
تحتاج الروبوتات إلى القدرة على الشحن الذاتي في معظم التطبيقات. إنها ببساطة ليست فعالة من حيث التكلفة لتجنيد فريق من العمال لإدارة شحن البطاريات أو استبدال البطاريات. ومع ذلك، يتم إجراء معظم الشحن الذاتي اليوم باستخدام محطات الرسو التي تتطلب التماسك المادي للموصلات الكهربائية.
يتطلب ذلك التنقل الدقيق جدًا إلى محطة الشحن التي من الصعب برمجتها وأحيانًا لا تكون موثوقة. إذا فشل الاتصال بشكل صحيح، قد يؤدي ذلك إلى فشل دورة الشحن ووقت توقف الروبوت. كما أن محطات الاتصال سوف تتعرض للتآكل مع مرور الوقت، أو قد تصبح الموصلات قذرة أو معرضة للصدا – مما يؤدي إلى شحن غير متسق. وأخيرًا، تستخدم شركات تصنيع الروبوتات مجموعة واسعة من أنواع الموصلات الكهربائية، مما يجعل من الصعب وجود محطة شحن واحدة يمكنها شحن أي روبوت.
لا توجد مشاكل مثل هذه في الأنظمة اللاسلكية. توفر أنظمة WiBotic عدة سنتيمترات من التسامح في الاتجاه، لذلك لا يتعين علينا الحصول على نظام ملاحة دقيق جدًا. نظرًا لأن الهوائيات يمكن أن تكون مغلقة بالكامل عناصر، ولا تتماسك بشكل مادي مع بعضها البعض، فإن الأنظمة اللاسلكية موثوقة للغاية ويمكنها التعامل مع عدد غير محدود من دورات الشحن. وأخيرًا، مع نمو استخدام الروبوتات، سوف تستخدم معظم الشركات أكثر من نوع واحد من الروبوتات. بدلاً من وجود جدار أو غرفة مخصصة لمحطات شحن مختلفة، يمكن لمحطة شحن لاسلكية واحدة إعادة شحن أي روبوت تمت إعادة تشكيله بمرسل هوائي بسيط، مما يوفر المال والفضاء.
كان التركيز الأولي لشركة Wibotic على تشغيل الأجهزة الطبية، ما هو السبب في التحول نحو الروبوتات والطائرات بدون طيار والمركبات تحت الماء الأوتوماتيكية؟
في الواقع، ركز مؤسسو شركة WiBotic، بن ووترز وجوش سميث، على الطاقة اللاسلكية للأجهزة الطبية خلال معظم أبحاثهم في جامعة واشنطن. زادت تقنيتهم من مدى الطاقة اللاسلكية و موثوقيتها، مما كان ضروريًا لسوق الأجهزة الطبية. ومع ذلك، عندما حصل بن على الدكتوراه وتأسست شركة WiBotic، ركزت الشركة على الروبوتات كأسواقها الأساسية. كان هذا بسبب الطلب من صناعة الروبوتات.
أدرك مصنعو الروبوتات وطائرات بدون طيار والمستخدمون النهاية أن فوائد تقنية WiBotic فيما يتعلق بمستوى الطاقة ومداها مقارنة بأنظمة لاسلكية أخرى. كما كانوا ي开始 النضال مع نشر محطات الشحن المعتمدة على الاتصال لمجموعات كبيرة من الروبوتات و正在 البحث عن حلول أكثر موثوقية.
对于 سوق الطائرات بدون طيار، فإن الشحن المعتمد على الاتصال هو غير ممكن في معظم الحالات لأن الطائرات بدون طيار تعمل في الهواء الطلق (معظمها) حيث يصبح الماء مشكلة مع أي اتصال كهربائي مادي. كما أن التطبيقات تحت الماء تستفيد أيضًا من الطبيعة المغلقة بالكامل للطاقة اللاسلكية.
ما هي تقنيات نقل الطاقة المستخدمة؟
تستخدم شركة WiBotic عناصر من الحث الكهربائي والانعكاس المغناطيسي لنقل الطاقة. هذه الطرق مثبتة جيدًا عند مستويات طاقة واسعة. ما يميز شركة WiBotic هو khảيتنا لإدارة الاتصال (فنيًا، معاوقة الوصل) بين الهوائيات في الوقت الفعلي. نسمي ذلك التطابق المعاوقي التكيفي.
أحد أكبر التحديات مع الطاقة اللاسلكية، خاصة للروبوتات، هو أن البيئة الكهربائية تتغير باستمرار. إذا رسو الروبوت في وضع مختلف قليلاً، أو إذا تم تشغيل إلكترونياته الداخلية وإيقافها أثناء الشحن، وتشحن البطارية نفسها، تتغير المعاوقة بين جانبي النظام. يمكن أن يؤثر هذا بشكل كبير على الكفاءة ومدى النظام. تقنية AIM الخاصة بنا تتابع التغييرات في المعاوقة بحيث يمكننا الحفاظ على الكفاءة ومستويات الطاقة، حتى مع تغيير جميع هذه العناصر الأخرى في النظام.
يمكنك مناقشة كفاءة الوحدات، مثل كمية الطاقة المفقودة أثناء نقل الطاقة؟
لنظام WiBotic ذو 250-300 واط، لدينا مستوى كفاءة من 70٪ إلى 80٪. هذا يمثل كفاءة النظام الكامل من مدخل جهاز الإرسال إلى مخرج البطارية. جزء الهوائيات إلى الهوائيات من هذا المعادلة هو حوالي 95٪ كفاءة، ولكن هناك خسائر في دوائر جهاز الإرسال وأيضًا في دوائر شحن البطارية. هذه النقطة الأخيرة مهمة جدًا لأن حتى شاحن بطارية مصمم جيدًا “موصول” عادة ما يكون كفاءة حوالي 90-95٪ فقط.
استخدام نظام لاسلكي مثل نظامنا يؤدي إلى انخفاض كفاءة بنسبة 10٪ تقريبًا مقارنة بالوضع الراهن للشحن المعتمد على الاتصال.
ما هي قيود المسافة حول مدى قرب وحدة الروبوت من مصدر الطاقة؟
هذا يعتمد على حجم الهوائيات المستخدمة. هوائي جهاز الإرسال القياسي لدينا هو 20 سم في القطر، و هوائي الاستقبال هو 10 سم في القطر. مع هذه الأحجام الهوائية، نسمح بفجوة هوائية أمامية تبلغ 5 سم بين الهوائيات وحد أقصى 5 سم من الانحراف الجانبي من vị trí المتمركز (لذلك 10 سم إجمالي من جانب إلى جانب).
على عكس الأنظمة اللاسلكية الأخرى، وبسبب تقنية AIM، نقدم الطاقة الكاملة إلى البطارية عند أي نقطة ضمن هذا النطاق. يمكن زيادة النطاقات من خلال زيادة قطر الهوائيات. نظرًا لأن هوائياتنا بسيطة جدًا (PCBAs) وخفيفة جدًا، يمكننا تعديلها وإنتاج نسخ مخصصة منها بسهولة نسبيًا لعملاء يفضلون حجمًا مختلفًا.
هل يمكن لعدة روبوتات استخدام نفس محطة الشحن؟
بالتأكيد! يمكن لروبوت واحد فقط شحن عند محطة شحن لاسلكية في وقت واحد، ولكن يمكن لمجموعة كاملة من الروبوتات المتنوعة جميعًا مشاركة نفس محطة الشحن (أو مجموعة من محطات الشحن). هذا ممكن لأن محطة جهاز الإرسال لا ترسل جهدًا ومستوى تيار معينًا. بدلاً من ذلك، ترسل طاقة لاسلكية بتردد معين. ثم يتحول شاحننا على متن الطائرة، المثبت على الروبوت، هذه الطاقة اللاسلكية إلى جهد وتيار محدد مطلوب من قبل المركبة.
نحن ندعم بطاريات من 0-60 فولت ومستويات تيار من 0-30 أمبير مع خطنا الحالي من المنتجات.
يمكنك مناقشة بعض برنامج تحسين الطاقة الذي يتم تقديمه حاليًا؟
يأتي جهاز الشحن اللاسلكي الخاص بنا مع واجهة مستخدم ويب تسمح للعملاء بتكوين النظام لمجموعة واسعة من المعلمات. على سبيل المثال، يمكن للمستخدمين اختيار الشحن إلى مستوى “100٪ شحن” النموذجي لبطارية معينة. ومع ذلك، إذا فعلوا ذلك كل مرة، قد لا يحصلوا على نفس عدد دورات الشحن من البطارية. إذا لم يكن شحن 100٪ ضروريًا، يمكن تعديل مستوى الجهد الأقصى لأسفل لتطويل عمر البطارية.
يمكن للمستخدمين أيضًا جدولة الشحن بشكل استباقي باستخدام واجهة المستخدم الرسومية وواجهات برمجة التطبيقات (APIs) الخاصة بنا. يمكنهم شحن البطارية بأسرع ما يمكن عندما يحتاج الروبوت إلى العودة إلى الخدمة، أو ببطء عندما يعرفون أن لديهم المزيد من الوقت (على سبيل المثال، خلال الليل). تتوفر ميزات التكوين وتحسين البطارية هذه مع واجهة المستخدم الرسومية الخاصة بنا وواجهات برمجة التطبيقات (APIs).
نحن أيضًا نقدم منتج برمجي جديد يسمح للمستخدمين بتمثيل معلومات الشحن ودمجها من جميع محطات الإرسال والاستقبال من WiBotic. هذا يسمح للروبوتات بالعرفان متى وأين تكون محطات الشحن متاحة لمساعدتهم على تحقيق أقصى استفادة من وقت التشغيل. كما يسمح بالتقارير المفصلة عن أداء الشحن للبطاريات بمرور الوقت، مما يساعد في تحديد مشاكل البطارية وضبط توصيل الطاقة عبر المجموعة الكاملة من التطبيقات الروبوتية. تصبح هذه الميزات مفيدة بشكل خاص إذا كان المستخدم النهائي قادرًا على تنفيذ مخططات شحن الفرص، حيث يتم شحن الروبوتات عدة مرات في اليوم لفترات زمنية أقصر، بدلاً من الخروج من الخدمة لعدة ساعات في كل مرة للشحن.
يبدو أن تقديم الطاقة اللاسلكية للمركبات تحت الماء الأوتوماتيكية سيكون تحديًا كبيرًا، يمكنك مناقشة هذا؟
نعم، هناك بالفعل العديد من التحديات للتطبيقات تحت الماء. من منظور نقل الطاقة، سوف يؤدي بضع سنتيمترات من الماء المالح إلى تقليل نقل الطاقة بنسبة 50٪، لذلك سوف يستغرق الأمر وقتًا أطول لشحن البطاريات نفسها تحت الماء مقارنة بالهواء.
كما أن نطاق الهوائية أكثر تقييدًا لنفس السبب، مما يعني أن المركبة تحت الماء يجب أن يكون لها ملاحة جيدة جدًا للعثور بنجاح على محطة الشحن والرسو فيها. هذا عادة ما يتم بمساعدة جهاز توجيه مادي يوجه المركبة إلى محطة الشحن ويساعد على محاذاة الهوائيات.
ومع ذلك، فإن الفائدة من الطاقة اللاسلكية تحت الماء هي أن الهوائيات يمكن أن تكون مغلقة بالكامل. تعمل أنظمة WiBotic حاليًا في محطة أبحاث MBARI MARS قبالة ساحل مونتيري، كاليفورنيا، على عمق يصل إلى 3000 قدم. في هذه الحالة، يتم وضع إلكترونيات جهاز الإرسال والاستقبال في زجاجات تحت ضغط 1 أتم، ولكن يمكن أيضًا تصميم الإلكترونيات لتحمل غرف مليئة بالزيت لتحمل أعماق أكبر.
تواصل شركة WiBotic مع وزارة الدفاع وعدد من الجامعات والمنظمات غير الحكومية والشركاء التجاريين لتوسيع استخدام أنظمتها تحت الماء، ولكنها بالفعل بيئة تحديات!
أعلنت شركة WiBotic مؤخرًا الحصول على موافقة من لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) لمحولاتها ومرسلاتها عالية الطاقة. هذه المنتجات هي الأولى – تعمل عند ما يصل إلى 300 واط – للحصول على موافقة FCC للاستخدام في الروبوتات والطائرات بدون طيار والأجهزة الصناعية الأخرى. لماذا هذا مهم وماذا يعني هذا للمستقبل الروبوتات والطائرات بدون طيار؟
مع استمرار نمو صناعة الروبوتات، يواجه مصنعو الروبوتات والمستخدمون النهاية مستوى متزايد من التنظيم والمتطلبات الأمنية الصارمة. من المهم لمصنعي الروبوتات والمستخدمين النهاية أن يعرفوا أن منتجات WiBotic، كجزء من حلول الروبوتات الأكبر، ستلبي هذه المتطلبات التنظيمية. باختصار، هذا يسمح لمصنعي الروبوتات والطائرات بدون طيار بالتركيز على ميزات ووظائف إضافية للمستخدمين النهائيين بدلاً من التعامل مع أسئلة الشهادة. هذا سوف يسمح لهم بنشر أساطيل أكبر وأسرع مما كان يمكن أن يكون ممكنًا في ظل الظروف الأخرى.
هل هناك أي شيء آخر تود مشاركته حول شركة Wibotic؟
نظرًا لأن معظم الناس يفكرون في الهوائيات المادية ودائرة اللوحة عندما يفكرون في الطاقة اللاسلكية، فإن العمل الكبير الذي قمنا به في برامجنا وبرامجنا الثابتة غالبًا ما يُغفل. في nhiều طرق، إنها برامج البرامج الثابتة المتقدمة التي قمنا بتطويرها التي تسمح لمعداتنا بأداء على مدى ومستويات طاقة مفيدة.
نحن نستمر في إضافة وظائف برمجية لتحسين الطاقة لأسطولنا لتمكين التحليل والقياس المتزايد لاستخدام الطاقة ومتانة البطاريات عبر مجموعة واسعة من التطبيقات الروبوتية.
شكرًا على المقابلة الرائعة، يرغب القراء في معرفة المزيد في زيارة شركة WiBotic Inc، أو قراءة كيف حصلت شركة WiBotic على موافقة FCC الأولى في الصناعة لشحن لاسلكي عالي الطاقة للروبوتات والطائرات بدون طيار.
