Matt Carlson, VP การพัฒนาธุรกิจที่ WiBotic – สัมภาษณ์ซีรีส์

Matt Carlson เป็น Vice President of Business Development ที่ WiBotic Inc ซึ่งเป็นบริษัทที่ให้บริการโซลูชันการชาร์จไร้สายที่เชื่อถือได้สำหรับระบบหุ่นยนต์ทางอากาศ ทางบก และทางน้ำ

ทำไมการชาร์จไร้สายจึงสำคัญต่ออนาคตของหุ่นยนต์?

หุ่นยนต์ต้องการความสามารถในการชาร์จแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ ซึ่งไม่ใช่เรื่องที่คุ้มค่าในการจ้างพนักงานเพื่อจัดการการชาร์จแบตเตอรี่หรือการเปลี่ยนแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม การชาร์จโดยอัตโนมัติส่วนใหญ่ในปัจจุบันใช้การเชื่อมต่อแบบด็อคกิ้งที่ต้องการการเชื่อมต่อแบบฟิสิกส์

สิ่งนี้ต้องการการนำทางที่แม่นยำมากในการเชื่อมต่อกับสถานีชาร์จ ซึ่งยากต่อการเขียนโปรแกรมและไม่เสถียรเสมอไป การไม่สามารถจัดตำแหน่งติดต่อได้อย่างเหมาะสมอาจทำให้การชาร์จล้มเหลวและหุ่นยนต์หยุดทำงาน สถานีชาร์จแบบติดต่อจะสึกหรอตามเวลา หรือติดต่ออาจจะสกปรกหรือผุผัง ซึ่งทำให้การชาร์จไม่เสถียร นอกจากนี้ ผู้ผลิตหุ่นยนต์ใช้ประเภทติดต่อไฟฟ้าหลากหลาย ทำให้ไม่สามารถมีสถานีชาร์จเดียวที่สามารถชาร์จหุ่นยนต์ได้ทุกประเภท

ระบบไร้สายไม่มีปัญหาเหล่านี้ ระบบ WiBotic มีความทนทานหลายเซนติเมตรในการจัดตำแหน่ง ไม่จำเป็นต้องมีการนำทางที่แม่นยำมาก เนื่องจากแอนเทนนาสามารถปิดผนึกกับองค์ประกอบภายนอกและไม่ต้องสัมผัสกัน ระบบไร้สายจึงมีความน่าเชื่อถือสูงและสามารถรองรับการชาร์จได้ไม่จำกัดครั้ง สุดท้าย เมื่อการใช้หุ่นยนต์เพิ่มขึ้น บริษัทส่วนใหญ่จะใช้หุ่นยนต์หลายประเภท มากกว่าที่จะมีสถานีชาร์จหลายแห่งสำหรับหุ่นยนต์แต่ละประเภท สถานีชาร์จไร้สายเดียวสามารถชาร์จหุ่นยนต์ได้ทุกประเภทที่ติดตั้งแอนเทนนารับสัญญาณได้ ซึ่งช่วยประหยัดเงินและพื้นที่

WiBotic เริ่มต้นด้วยการให้พลังงานแก่อุปกรณ์ทางการแพทย์ แต่เหตุใดจึงเปลี่ยนไปสู่หุ่นยนต์ จรวด และยานพาหนะใต้น้ำอัตโนมัติ (AUVs)?

ผู้ก่อตั้ง WiBotic สองคน คือ Ben Waters และ Josh Smith ได้เน้นไปที่พลังงานไร้สายสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ในช่วงการวิจัยที่มหาวิทยาลัยวอชิงตัน เทคโนโลยีของพวกเขาทำให้ระยะทางและความน่าเชื่อถือของพลังงานไร้สายดีขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับตลาดทางการแพทย์ อย่างไรก็ตาม เมื่อ Ben ได้รับปริญญาเอกและก่อตั้ง WiBotic บริษัทได้เน้นไปที่หุ่นยนต์เป็นตลาดหลัก

ผู้ผลิตและผู้ใช้หุ่นยนต์ยอมรับประโยชน์ของเทคโนโลยี WiBotic ในด้านระดับพลังงานและระยะทางเมื่อเทียบกับระบบไร้สายอื่น ๆ พวกเขากำลังเผชิญกับความท้าทายในการใช้สเตชันชาร์จแบบติดต่อสำหรับฝูงหุ่นยนต์ขนาดใหญ่ และกำลังมองหาวิธีแก้ปัญหาที่น่าเชื่อถือมากกว่า

สำหรับตลาดจรวด การชาร์จแบบติดต่อเป็นเรื่องที่ไม่เหมาะสมในหลายกรณี เนื่องจากจรวดทำงานกลางแจ้ง (ส่วนใหญ่) และน้ำเป็นปัญหากับติดต่อไฟฟ้าแบบฟิสิกส์ นอกจากนี้ การใช้งานใต้น้ำยังได้รับประโยชน์จากลักษณะที่ปิดผนึกของพลังงานไร้สาย

เทคโนโลยีการถ่ายโอนพลังงานที่ใช้คืออะไร?

WiBotic ใช้องค์ประกอบของการเหนี่ยวนำไฟฟ้าและความสอดคล้องแม่เหล็กสำหรับการถ่ายโอนพลังงาน วิธีการเหล่านี้มีการพิสูจน์แล้วในระดับพลังงานที่หลากหลาย สิ่งที่ทำให้ WiBotic แตกต่างคือความสามารถในการจัดการการเชื่อมต่อ (ทางเทคนิคคืออิมพีแดนซ์) ระหว่างแอนเทนนาในเวลาจริง เราเรียกสิ่งนี้ว่า Adaptive Impedance Matching

หนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของพลังงานไร้สาย โดยเฉพาะสำหรับหุ่นยนต์ คือสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ หากหุ่นยนต์เชื่อมต่อกับสถานีชาร์จในตำแหน่งที่แตกต่างเล็กน้อย หากอิเล็กทรอนิกส์ภายในของมันทำงานหรือปิดระหว่างการชาร์จ และเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จเต็ม ความสอดคล้องระหว่างระบบจะเปลี่ยนแปลง ซึ่งสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพและระยะทาง เทคโนโลยี AIM ของเราทำให้สามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของอิมพีแดนซ์ได้ตลอดเวลา เพื่อรักษาความน่าเชื่อถือและระดับพลังงาน

คุณสามารถพูดคุยเกี่ยวกับประสิทธิภาพของหน่วยได้หรือไม่ เช่น มีกี่พลังที่สูญเสียระหว่างการถ่ายโอนพลังงาน?

สำหรับระบบ WiBotic 250-300 วัตต์ เรามีระดับประสิทธิภาพทั้งระบบอยู่ที่ประมาณ 70-80% ซึ่งเป็นตัวแทนของประสิทธิภาพทั้งระบบตั้งแต่การเข้าของสัญญาณถึงการออกของสัญญาณไปยังแบตเตอรี่ ส่วนของแอนเทนนาไปแอนเทนนาในสมการนั้นมีประสิทธิภาพประมาณ 95% แต่มีการสูญเสียในวงจรส่งสัญญาณและในวงจรชาร์จแบตเตอรี่ด้วย

การใช้ระบบไร้สายของเราจึงมีประสิทธิภาพน้อยกว่าการชาร์จแบบติดต่อประมาณ 10%

มีข้อจำกัดระยะทางในการชาร์จหรือไม่ หุ่นยนต์จะต้องอยู่ใกล้กับแหล่งพลังงานแค่ไหน?

สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของแอนเทนนาที่ใช้ แอนเทนนาส่งสัญญาณมาตรฐานของเรามีขนาด 20 ซม. และแอนเทนนารับสัญญาณมีขนาด 10 ซม. ด้วยขนาดแอนเทนนาเหล่านี้ เราอนุญาตให้มีช่องว่างอากาศ 5 ซม. ระหว่างแอนเทนนาและขยับข้างได้ถึง 5 ซม. (รวม 10 ซม.)

ไม่เหมือนกับระบบไร้สายอื่น ๆ และเนื่องจากเทคโนโลยี AIM ของเรา เราสามารถส่งพลังงานเต็มที่ไปยังแบตเตอรี่ได้ที่ใดก็ตามภายในระยะนั้น ระยะทางสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มขนาดของแอนเทนนา เนื่องจากแอนเทนนาของเรามีความซับซ้อนและเบา เราจึงสามารถสร้างและผลิตแอนเทนนาแบบกำหนดเองสำหรับลูกค้าที่ต้องการขนาดที่แตกต่างได้อย่างคุ้มค่า

หุ่นยนต์หลายตัวสามารถใช้สเตชันชาร์จเดียวกันได้หรือไม่?

ใช่! หุ่นยนต์สามารถชาร์จได้เพียงตัวเดียวต่อสถานีชาร์จไร้สาย แต่ฝูงหุ่นยนต์ที่หลากหลายสามารถใช้สเตชันชาร์จเดียวกันได้ (หรือชุดสเตชันชาร์จ) สิ่งนี้เป็นไปได้เพราะไม่เหมือนกับชาร์จแบบติดต่อที่ส่งสัญญาณไฟฟ้าแบบเฉพาะ สถานีชาร์จของเราส่งสัญญาณไร้สายที่ความถี่ที่กำหนด ชาร์จบนหุ่นยนต์จะแปลงพลังงานไร้สายให้เป็นแรงดันและกระแสที่จำเป็นสำหรับยานพาหนะ

เราสนับสนุนแบตเตอรี่ตั้งแต่ 0-60V และกระแส 0-30A ด้วยผลิตภัณฑ์ปัจจุบันของเรา

คุณสามารถพูดคุยเกี่ยวกับซอฟต์แวร์สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานที่มีอยู่ได้หรือไม่?

ฮาร์ดแวร์ไร้สายของเรามาพร้อมกับอินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบเว็บที่ช่วยให้ลูกค้าสามารถกำหนดค่าระบบสำหรับตัวเลือกต่างๆ ตัวอย่างเช่น ผู้ใช้สามารถเลือกชาร์จถึงระดับ “100% ชาร์จ” สำหรับแบตเตอรี่เฉพาะ แต่ถ้าทำเช่นนี้ทุกครั้ง อาจไม่ได้รับชาร์จหลายครั้งจากแบตเตอรี่ หากไม่ต้องการชาร์จ 100% ผู้ใช้สามารถปรับระดับแรงดันสูงสุดลงเพื่อขยายอายุการใช้งานแบตเตอรี่

ในทำนองเดียวกัน หากแบตเตอรี่ชาร์จด้วยกระแสสูงสุด (แอมป์) อายุการใช้งานจะลดลง โดยใช้อินเทอร์เฟซผู้ใช้และ API ของเรา ผู้ใช้สามารถกำหนดการชาร์จล่วงหน้าได้ เพื่อชาร์จเร็วที่สุดเมื่อหุ่นยนต์ต้องการกลับเข้ารับบริการ หรือชาร์จช้าๆ เมื่อมีเวลามากขึ้น (เช่น คืน) คุณสมบัติการกำหนดค่าและเพิ่มประสิทธิภาพแบตเตอรี่เหล่านี้มีอยู่ในอินเทอร์เฟซผู้ใช้มาตรฐานและโดยใช้ API ของเรา

เรายังเสนอซอฟต์แวร์ผลิตภัณฑ์ใหม่ที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถแมปและรวมข้อมูลการชาร์จจากสเตชันชาร์จและรับสัญญาณ WiBotic ทั้งหมด ซึ่งช่วยให้หุ่นยนต์ทราบว่าสเตชันชาร์จมีอยู่ที่ไหนและเมื่อใด เพื่อเพิ่มเวลาทำงานให้สูงสุด นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถรายงานการชาร์จแบตเตอรี่และประสิทธิภาพการชาร์จแบตเตอรี่ได้โดยละเอียด ซึ่งจะช่วยระบุปัญหาแบตเตอรี่และเพิ่มประสิทธิภาพการให้พลังงานแก่ฝูงหุ่นยนต์ทั้งหมด

การให้พลังงานไร้สายแก่ยานพาหนะใต้น้ำอัตโนมัติ (AUVs) ดูเหมือนจะเป็นเรื่องที่ท้าทายมาก คุณสามารถพูดคุยเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้หรือไม่?

ใช่ มีหลายความท้าทายในการใช้งานใต้น้ำ จากมุมมองของการถ่ายโอนพลังงาน น้ำทะเลเพียงไม่กี่เซนติเมตรจะลดการถ่ายโอนพลังงานลงประมาณ 50% ซึ่งจะทำให้การชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเดียวกันนานขึ้นกว่าการชาร์จในอากาศ

ระยะทางของแอนเทนนายังจำกัดมากขึ้นเนื่องจากสาเหตุเดียวกัน ซึ่งหมายความว่า AUV ต้องมีการนำทางที่ดีในการค้นหาและเชื่อมต่อกับสเตชันชาร์จได้สำเร็จ สิ่งนี้มักได้รับการช่วยเหลือจากอุปกรณ์alignment ฟิสิกส์ที่ช่วยให้ AUV เข้าสู่สเตชันชาร์จและช่วยให้แอนเทนนาสอดคล้องกัน

ประโยชน์ของพลังงานไร้สายใต้น้ำคือแอนเทนนาสามารถปิดผนึกได้ ระบบ WiBotic ของเรากำลังทำงานที่สถานีวิจัย MARS ของ MBARI ใกล้ชายฝั่ง Monterey, CA ที่ความลึกเกือบ 3,000 ฟุต ในกรณีนี้ อิเล็กทรอนิกส์ของสถานีส่งสัญญาณและรับสัญญาณถูกวางอยู่ในขวดที่มีการกดดัน 1 แทน และอิเล็กทรอนิกส์สามารถออกแบบให้ทนต่อความกดดันได้มากขึ้นโดยใช้หีบห่อที่เต็มไปด้วยน้ำมัน

WiBotic ยังคงทำงานร่วมกับ DoD, มหาวิทยาลัย, องค์กร非กำไร และพันธมิตรเชิงพาณิชย์เพื่อขยายการใช้ระบบของเราใต้น้ำ แต่สิ่งนี้เป็นสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย!

WiBotic ได้ประกาศการรับรองอุปกรณ์จาก Federal Communications Commission (FCC) สำหรับเครื่องส่งสัญญาณและรับสัญญาณไร้สายที่มีพลังงานสูง ซึ่งเป็นระบบแรกที่ได้รับการรับรองจาก FCC สำหรับการใช้ในหุ่นยนต์ จรวด และอุปกรณ์อุตสาหกรรมอื่นๆ สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างไร และสิ่งนี้หมายถึงอะไรสำหรับอนาคตของหุ่นยนต์และจรวด?

เมื่ออุตสาหกรรมหุ่นยนต์เติบโตขึ้น ผู้ผลิตและผู้ใช้หุ่นยนต์กำลังเผชิญกับการกำกับดูแลและข้อกำหนดความปลอดภัยที่เข้มงวดมากขึ้น สิ่งสำคัญสำหรับลูกค้าของเราคือต้องทราบว่าผลิตภัณฑ์ของ WiBotic เป็นส่วนหนึ่งของโซลูชันหุ่นยนต์ที่ใหญ่ขึ้น จะตอบสนองข้อกำหนดด้านกฎระเบียบเหล่านี้ ในระยะสั้น สิ่งนี้ช่วยให้ผู้ผลิตหุ่นยนต์และจรวดสามารถมุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติและฟังก์ชันการทำงานเพิ่มเติมสำหรับผู้ใช้ปลายทาง แทนที่จะจัดการกับคำถามการรับรอง ซึ่งจะช่วยให้พวกเขาสามารถใช้ฝูงหุ่นยนต์ที่ใหญ่ขึ้นได้เร็วขึ้นกว่าที่จะเป็นไปได้

มีสิ่งใดที่คุณต้องการแบ่งปันเกี่ยวกับ WiBotic อีกหรือไม่?

เนื่องจากผู้คนส่วนใหญ่คิดถึงแอนเทนนาและวงจรไฟฟ้าเมื่อพูดถึงพลังงานไร้สาย การทำงานอย่างมากที่เราได้ทำในการพัฒนาฟิร์มแวร์ของเรามักถูกมองข้าม ในหลายๆ ด้าน ฟิร์มแวร์ที่เราได้พัฒนานี้ทำให้ฮาร์ดแวร์ของเราทำงานได้ในระยะทางและระดับพลังงานที่มีประโยชน์

เรายังคงเพิ่มความสามารถในการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานของฝูงให้กับซอฟต์แวร์ของเรา เพื่อให้สามารถวิเคราะห์และประเมินการใช้พลังงานและความทนทานของแบตเตอรี่ในหลายๆ การใช้งานหุ่นยนต์ได้

ขอขอบคุณสำหรับการสัมภาษณ์ที่ดี ผู้อ่านสามารถเยี่ยมชม WiBotic Inc เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม หรืออ่านเกี่ยวกับวิธีที่ WiBotic ได้รับการรับรองอุตสาหกรรมแรกจาก FCC สำหรับการชาร์จไร้สายพลังงานสูงสำหรับหุ่นยนต์และจรวด