एक मोबाइल रिचार्जिंग सिस्टम जो शक्ति से वंचित स्वायत्त रोबोटों को पावर देता है

रूसी शोधकर्ताओं ने एक प्रोटोटाइप रोबोट विकसित किया है जो कृषि और औद्योगिक रोबोटों के लिए अद हॉक रिचार्जिंग मिशन करने में सक्षम है, जिनकी स्वायत्तता शक्ति आउटलेट की कमी से सीमित है, और जो मोबाइल रोबोटिक्स सिस्टम के लिए एक प्रस्तावित मानक के साथ एक चार्जिंग प्लग/सॉकेट कॉन्फ़िगरेशन की सुविधा प्रदान करता है।

मोबाइलचार्जर के लिए प्रोटोटाइप, एक हालिया पेपर में स्कोल्कोवो इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी में मॉस्को से प्रकट किया गया है, एक इंगेजमेंट मैकेनिज्म से सुसज्जित है जो व्यापक इंटरलॉकिंग क्षमताओं से मिलता-जुलता है जो सैन्य वायु परिवहन प्रणालियों में उड़ान के दौरान ईंधन भरने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

मोबाइलचार्जर प्रोटोटाइप रोबोट। स्रोत: https://arxiv.org/pdf/2107.10585.pdf

मोबाइलचार्जर हाल के वर्षों में समान पहलों पर सुधार करने का प्रयास करता है, जैसे कि वोक्सवैगन के ‘लेडरोबोट’ मोबाइल चार्जिंग रोबोट और सैमसंग के ईवीएआर रिचार्जिंग रोबोट: बेहतर व्यापार-बंद करने के लिए वजन और क्षमता के बीच; रिचार्जिंग ऑपरेशन के लिए स्थान आवश्यकताओं को कम करके (ईवीएआर की एक कमजोरी); सीएनएन का उपयोग करके इंगेजमेंट ऑपरेशन को अनुकूलित करने के लिए; और रोबोट की सापेक्ष स्थिति का अनुमान लगाने के लिए लिडार और स्पर्श सेंसर सहित विभिन्न सेंसर का उपयोग करने के लिए।

कपलिंग सिस्टम में तीन दिशाओं में सापेक्ष स्वतंत्रता की सुविधा है, ताकि विभिन्न डिज़ाइनों के फील्ड रोबोटों को समायोजित किया जा सके और असमान भूमि जैसे कारखाने के फर्श की तुलना में अधिक असमान भूमि वाले वातावरण के लिए खाता हो।

रिचार्जिंग ऑपरेशन लगभग चार घंटे तक चलने वाले हैं, जिसमें 22 वोल्ट का निरंतर स्थानांतरण होता है। प्रक्रिया के दौरान, यह आवश्यक है कि शारीरिक कनेक्शन सुसंगत रहे, क्योंकि क्षैतिज या ऊर्ध्वाधर मिसालाइनमेंट दोनों रोबोटों को नुकसान पहुंचाने की संभावना है, जिसमें अनग्राउंडेड विद्युत डिस्चार्ज की संभावना है।

मोबाइलचार्जर में उल्टा डेल्टा एक्ट्यूएटर है, जो हाल के समाधानों की तुलना में क्षेत्र में रिचार्जिंग परिदृश्यों में बेहतर ऑपरेशनल गति प्रदान करता है, शोधकर्ताओं का दावा है कि इसका कॉम्पैक्ट और विशिष्ट डिज़ाइन निर्माण के लिए आसान होगा।

डेल्टा एक्ट्यूएटर में चुंबक-आधारित लॉकिंग भी है, हालांकि यह स्वयं रिचार्जिंग ऑपरेशन के दौरान सुरक्षित संपर्क बनाए रखने के लिए पर्याप्त नहीं होगा, और कई पूरक दृष्टिकोणों द्वारा समर्थित है, जिनमें एक सेटअप रिंग और एक एंड इफेक्टर शामिल हैं जिसमें इलेक्ट्रोड और सर्वोमोटर हैं।

डिज़ाइन-एज्नोस्टिक चार्जिंग

मोबाइलचार्जर को पूर्ण डोमेन ज्ञान के साथ डिज़ाइन नहीं किया गया है कि यह किस रोबोट को रिचार्ज करने की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन इसके बजाय यह रोबोट के चेसिस पर एक संगत चार्जिंग सॉकेट की पहचान करने और खुद को एक प्रॉक्सिमिटी में मैन्यूवर करने के लिए विभिन्न तरीकों का उपयोग करेगा जो इसे लक्ष्य रोबोट से जोड़ने की अनुमति देता है।

मोबाइलचार्जर के डॉकिंग तंत्र में स्पर्श दबाव सेंसर सरणी।

प्रभावी रूप से, मोबाइलचार्जर चुनौती का सामना करने के लिए कई समाधानों का उपयोग करता है जो संरेखण मूल्यांकन और सुसंगत इंगेजमेंट के लिए हैं, जिसमें फल पिकिंग रोबोटों की आरजीबी-डी (गहराई-सक्षम) कंप्यूटर विजन सिस्टम और बंद औद्योगिक रोबोटों की दबाव-संवेदनशील स्पर्श और हैप्टिक फीडबैक सिस्टम शामिल हैं।

इमेज रिकग्निशन

मोबाइलचार्जर के लिडार स्कैनर में एक इंटेल रियलसेंस डी435 आरजीबी गहराई कैमरा है, जो प्रॉक्सिमिटी अनुमान के लिए एक फीड मैकेनिज्म के रूप में कार्य करता है, साथ ही रोबोट की सीएनएन-आधारित संपर्क अनुमान क्षमताओं के लिए भी कार्य करता है।

मोबाइलचार्जर द्वारा उपयोग की जाने वाली वस्तु का पता लगाने वाली प्रणाली योलोव3 पर आधारित है, जो 106 परतों के साथ एक प्रभावी वास्तविक समय छवि पहचान प्रणाली है, जो एक कस्टम-प्रशिक्षित डेटासेट द्वारा संचालित होती है जो प्रस्तावित रिचार्जिंग डॉक डिज़ाइन पर केंद्रित है।

डेटासेट में 170 नमूने शामिल हैं, जिनमें से 120 प्रशिक्षण के लिए और 50 परीक्षण सेट में विभाजित हैं, विभिन्न प्रकाश स्थितियों में बनाए गए हैं, और 75 से 105 डिग्री तक के याव वARIATIONS की एक श्रृंखला है। प्रशिक्षण डेटासेट में 840×480 रिज़ॉल्यूशन पर छवियां हैं, और आरजीबी और गहराई डेटा की सुविधा है।

कनवोल्यूशनल न्यूरल नेटवर्क

मोबाइलचार्जर में उपयोग किया जाने वाला सीएनएन चार्जिंग ऑपरेशन के दौरान सुसंगत संपर्क के मुद्दे को संबोधित करता है, और दो विशेष डेटासेट द्वारा संचालित होता है: पहला डेटासेट इलेक्ट्रोड के बीच कोणीय मिसालाइनमेंट के डेटा पर केंद्रित है, जिसमें 600 डेटा जोड़े शामिल हैं जो स्पर्श सेंसर तंत्र से प्राप्त होते हैं; दूसरा डेटासेट एंड इफेक्टर (चार्जिंग असेंबली) के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर मिसालाइनमेंट से संबंधित है, और इसमें 500 डेटा जोड़े शामिल हैं।

ग्रासप सुसंगतता के लिए सीएनएन आर्किटेक्चर।

डेटा को 67% प्रशिक्षण और 33% मूल्यांकन सेट में विभाजित किया गया था, जिसमें सटीकता लक्ष्य मीट्रिक के रूप में थी।

सीएनएन/योलोव3 विधि पर बसने से पहले, शोधकर्ताओं ने हिस्टोग्राम ऑफ ओरिएंटेड ग्रेडिएंट्स (होग) का उपयोग करने पर विचार किया था, जिसमें एक सपोर्ट वेक्टर मशीन (एसवीएम) था, और साथ ही कॉन्टूर डिटेक्शन के साथ कैनी एज डिटेक्टर भी था। कोई भी विधि क्षेत्र में रिचार्जिंग ऑपरेशन की चुनौतियों के लिए पर्याप्त रूप से लचीली नहीं मानी गई।

स्वार्मचार्ज

मोबाइलचार्जर सिस्टम को इनडोर और बाहरी वातावरण दोनों के लिए डिज़ाइन किया गया है, और शोधकर्ताओं द्वारा आगामी कार्य स्थानीयकरण और मैपिंग एल्गोरिदम के विकास को संबोधित करेगा। 1-डोफ भी एक अतिरिक्त सुविधा के रूप में इलेक्ट्रोड रोटेशन के लिए रोल अक्ष में कनेक्शन तंत्र में अन्वेषण किया जाएगा।

जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, प्रोप्राइटरी कपलिंग सिस्टम का उद्देश्य अंततः रोबोट और स्वायत्त उपकरणों के एक व्यापक इकोसिस्टम के लिए है, जिसे पेपर स्वार्मचार्ज कहा जाता है। मोबाइलचार्जर का उद्देश्य विभिन्न प्रकार के रोबोटों के लिए एक समर्थन प्रणाली के रूप में कार्य करना है, जिनमें मानवनुमा, चतुर्पाद और यूएवी तंत्र शामिल हैं।