Gerçek Transformatörler Nasıl Çalışır?

{h1}

Transformatörler gerçek hayatta var, ama filmden robotlara çok benzemiyorlar. Gerçek transformatörler ve bu robotların nasıl kullanıldığı hakkında bilgi edinin.

Şüphesiz, WordsSideKick.com personeli yaklaşan "Transformers" filmi hakkında endişeli. Sadece iyi olup olmayacağını merak etmiyoruz. Yaşamlarımızda Transformatörlerin yetenekleriyle robotları görüp görmeyeceğimizi merak ediyoruz. Tam ölçekli Transformatörler biraz mantıksız - ve pratik olmayan - görünmekle birlikte, bazı mevcut robotların Transformers'la çok ortak noktaları olduğu ortaya çıkıyor. Bu yazıda, bu dönüştürücü robotların neye benzediğini, nasıl çalıştıklarını ve Optimus Prime gibi Transformatörlere benzer olduklarını keşfedeceğiz.

Biz Prime'ın bir analizi ile başlayacağız. O muazzam ve etkileyici, ama o gerçek olabilir mi? Bunu öğrenmek için, mühendis Michael D. Belote'ye iki ayaklı bir robota dönüşebilen tam ölçekli bir traktör-treyler üretmek için ne yapması gerektiğini sorduk. Başka bir deyişle, Optimus Prime'ın yaşam boyu bir versiyonunu yapmak için ne gerekir?

İlk olarak, Başbakan bir olmak zorunda kendini yeniden düzenleyen robot. Bazı kendiliğinden yeniden yapılandırılan robotlar veya farklı görevleri gerçekleştirmek için şekillerini değiştirebilen robotlar bugün var. Ancak, Optimus Prime'dan çok farklılar. Belote açıkladığı gibi:

Kendinden yeniden yapılandırılabilen robotlarla, mühendis genellikle bireysel, seyyar modülleri küçük, basit, ucuz ve değiştirilebilir halde tutmayı tercih eder; Bununla birlikte, Optimus Prime'ın durumunda, bireysel modülleri bir yarı kamyonun kabini kadar büyük olan bir robotla uğraşıyoruz. Bu tür modüller oluşturmak mümkün olsa bile, masraf aşırı derecede fazla olacaktır ve olağanüstü karmaşıklık, tüm sistemlerin düzgün bir şekilde birlikte çalışmasını neredeyse imkansız kılacaktır.

Mühendisler, Optimus Prime'ın ölçeğinde nasıl değiştirilebilir modüller yapılacağını anladıysa, onları hareket ettirme gücünün sağlanması hala mümkün olmayabilir. Araç formunda Optimus Prime, sıradan dizel yakıtla çalışabilir. Ancak yürüyüş, tekerleklere binmekten çok daha az verimlidir. Yürümek için, Başbakan dizel motorun sağlayabileceğinden çok daha fazla güce ihtiyaç duyuyordu. İşte Belote'nin Başbakan'ın güç gereksinimlerini nasıl ele alacağına dair analizi:

Geleneksel robotlar üç güç kaynağından biri elektrik, pnömatik veya hidrolik üzerine inşa edilir. Aşırı ağırlıklar nedeniyle, hidrolik güç, Prime için en olası kaynaktır çünkü hidrolik aktüatörler, çok yüksek güç-ağırlık oranlarına sahiptir (küçük güç girişleri için büyük güç çıkışı).

Böylece hidrolik güç, Prime'ın yürümesine izin verebilir, ancak hidrolik sistemin kendisi farklı bir dizi problem yaratır. “Hidrolik sıvısını tutmak için bir tank veya rezervuar eklenmelidir” diyor Belote, “hidrolik pompalar gerekli, pompayı çalıştırmak için ikincil bir güç kaynağı kullanılmalı, vanalar uygun basınç ve akış oranlarını karşılamak için gereklidir.” Buna ek olarak, hidrolik olarak çalıştırılan bir Prime, hidrolik sıvıyı taşımak için boru ile astarlanmalıdır. Bu borular, Prime'ın yakıt hatları ve elektrik kabloları ile birlikte, dönüşüm sırasında hasarsız veya hatta dokunulmamış kalmak zorunda kalacaklardı.

Robot formuna dönüşümü sağladıktan sonra, Başbakan biped olarak yürümesi gerekiyordu. Belote, bunun gerçekleşmesi için neler yapılacağını anlatıyor: Geleneksel yarı ürün çoğu zaman 30 ton ağırlığından fazla olduğundan, Prime'ın nihai ağırlığı kolaylıkla 35 ila 40 ton aralığında olabilir. Bunu, dünyanın en iyi "yürüyen" robotu olan Honda'nın ASIMO robotu ile toplam ağırlığı 119 pound olan ve sadece yaklaşık 40 dakika (elektrikle çalışan) ve en fazla 2 mil / sa azami hızla yürütebilen bir robotla karşılaştır. ASIMO için ağırlık oranı, inç başına ağırlıkça 75 ila 80 libre'yi aşan Prime'ın ağırlık oranına kıyasla, inç başına 2.3 lb'dir - bu, otuz kat artış.

Ek olarak, robotlar yürüme hareketini kolaylıkla taklit edemez. "Bir robotla," diye açıklıyor Belote, "direk bir direk var (kaldırma ayağı 'x' miktarı, ileriye doğru yalın" y "miktarı, bacak aşağı doğru 'z' miktarını uzat, vb.). 'geri bildirim' mekanizması yok - beyniniz yerleştirileceğiniz yerdeki bacaklarınızla sürekli olarak iletişim kurmuyor, aksine, ayağınız yere temas ettiğinde, bacağınızı ayağınıza sokmak için öne doğru eğilin ve 'düşün'.

Öyleyse, yaşamlarımızda çalışan bir Optimus Prime veya onun gibi bir robot görmemiz mümkün değil. Ancak şekillerini değiştirebilen veya herhangi bir şekle dönüşebilen robotlar zaten var. Bir sonraki bölümde - bunlardan bazılarına - ve nasıl Prime ile karşılaştırılacağına - bakacağız.

Kendiliğinden Yeniden Yapılandırma Robotları

Optimus Prime, iki ayaklı bir robot ve yarı kamyon olabilir.

Optimus Prime, iki ayaklı bir robot ve yarı kamyon olabilir.

Transformers hakkında en havalı şey, elbette, iki tamamen farklı şekil alabilmeleri. Çoğu iki ayaklı robotlar veya çalışan araçlar olabilir. Bazıları yerine silah veya elektronik cihazlara dönüşebilir. Bir Transformer'in iki formu muazzam farklı güç ve kabiliyetlere sahiptir.

Bu, genellikle tek bir görevi veya az ilgili görevleri yerine getirmede en iyi olan çoğu gerçek robottan tamamen farklıdır. Örneğin Mars Keşif Roversleri şunları yapabilir:

  • Güneş pilleri ile güç üretin ve piller halinde saklayın
  • Manzara boyunca sür
  • Resim çekmek
  • Kayalara matkapla
  • Sıcaklıkları, kimyasal bileşimleri, x-ışınlarını ve alfa parçacıklarını kaydetmek için spektrometreler kullanın
  • Radyo dalgalarını kullanarak kaydedilen verileri Dünya'ya geri gönder

Gerçek Transformatörler Nasıl Çalışır?: çalışır

Mars yüzeyinde bir sanatçının Mars Exploration Rover'ının çalışması

Bir Arama Rover, bu kategorilere uymayan görevlerde çok iyi olmaz. Örneğin, bir köprü kuramaz, çok küçük alanlara sığamaz veya başka robotlar inşa edemez.Başka bir deyişle, kötü bir arama kurtarma kurtarma robotu olacaktı ve otomatik bir fabrikada hiç uymuyordu.

Gerçek Transformatörler Nasıl Çalışır?: için

NASA'nın Snakebot bir zincir robotunun bir örneğidir.

Gerçek Transformatörler Nasıl Çalışır?: gerçek

Bir Telecube G2 modülü

Bu yüzden mühendisler gelişiyor robotların yeniden yapılandırılması. Transformers gibi, bu robotlar şekillerini eldeki göreve göre değiştirebilir. Ancak, bir şekilden diğerine, iki tekerlekli bir robot gibi bir treyler çekicisine dönüşmek yerine, robotların yeniden yapılandırılması birçok şekil alabilir. Gerçek Transformatörlerden çok daha küçükler; bazı robot yeniden yapılandırılıyor modüller Bir kişinin eline sığacak kadar küçüktür.

Bir modül aslında küçük, nispeten basit bir robot veya bir robot parçasıdır. Modüler robotlar, bu küçük, aynı modüllerin birçoğundan yapılmıştır. Modüler bir robot, robotun tasarımına ve gerçekleştirmesi gereken göreve bağlı olarak birkaç modülden ya da daha fazlasından oluşabilir. Bazı modüler robotlar şu anda sadece bilgisayar simülasyonları olarak mevcut; diğerleri hala gelişimin ilk aşamalarındadır. Ama hepsi aynı temel prensipte çalışırlar - bir sürü küçük robot bir araya getirilerek büyük bir tane yaratılabilir.

Modüller kendi başlarına çok şey yapamazlar. Yeniden yapılandırma sisteminin de sahip olması gerekir:

  • Modüller arası bağlantılar
  • Modüllerin birbirine göre nasıl hareket edeceğini yöneten sistemler

Modüler, yeniden yapılandırılan robotların çoğu, üç kategoriden birine uyum sağlar: zincir, kafes ve modüler yapılandırma. Zincir robotları belirli noktalarda birbirine bağlanabilen uzun zincirlerdir. Zincirlerin sayısına ve bağlandıkları yere bağlı olarak, bu robotlar yılanlara veya örümceklere benzeyebilir. Aynı zamanda yuvarlanma halkaları veya iki ayaklı yürüyüş robotları olabilirler. Bir dizi modüler zincir, bir tünel boyunca bir yılan gibi sürünerek, bir örümcek olarak kayalık araziyi geçerek ve bir köprünün bir ucu olarak bir üç tekerlekli bisiklete binerek bir engel parkuruna gidebilir.

Zincir robotların örnekleri Palo Alto Araştırma Merkezi (PARC) Polybot ve Polypod ve NASA'nın Snakebot'udur. En çok, bir insanı veya teoride, bağlantıları başka bir vidayla manüel olarak sabitlemek için başka bir robota ihtiyaç duyar.

Simüle Robotlar

Bilgisayar simülasyonları özellikle robotların yeniden yapılandırılmasıyla robotik araştırmanın hayati bir parçasıdır. Bilim adamları, modülleri öğretmeden önce modüllerin nasıl hareket edeceğini anlamak için bilgisayarları kullanırlar. Bazı durumlarda, bilgisayar simülasyonları gerçek robotlardan çok önce var. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) Rus Robotik Laboratuvarı, bu robotların nasıl hareket ettiğine dair çok sayıda simülasyona sahiptir.

Kafes Robotları

Rus Robotik Laboratuvarı Molekül modülleri 90 derecelik açıda bağlı iki küp içerir. Her küpün bir yüzeyi, onu modülün diğer yarısına bağlayan bağa sahiptir. Diğer beş yüzey diğer modüllere bağlanabilir.

Rus Robotik Laboratuvarı Molekül modülleri 90 derecelik açıda bağlı iki küp içerir. Her küpün bir yüzeyi, onu modülün diğer yarısına bağlayan bağa sahiptir. Diğer beş yüzey diğer modüllere bağlanabilir.

Bir temel düşünce kafes robotu daha büyük bir robot oluşturmak için birleşebilen küçük, özdeş modüllerin sürüleridir. Birkaç prototip kafes robotu zaten var, ancak bazı modeller sadece bilgisayar simülasyonları olarak var. Kafes robotları, komşu robotlardaki bağlantı noktalarına bağlanarak ve birbirinden ayrılarak birbirlerinin üzerinde gezinerek hareket ederler. Karoların sürgülü bir kiremit yapbozundaki hareket şekli gibi. Bu hareket yöntemi denir alt tabaka yeniden yapılandırması - robotlar sadece robotların kafesindeki noktalar boyunca hareket edebilir. Kafes modülleri ya bağımsız güç kaynaklarına sahip olabilir ya da güç kaynaklarını diğer modüllerdeki bağlantılarıyla paylaşabilirler.

Kafes robotları, arazinin şeklini takip ederek, birbirinin üzerine tırmanarak zor arazi üzerinde hareket edebilir veya diğer yapıları desteklemek için sağlam ve sabit bir yüzey oluşturabilirler. Yeterli kafes robotları hemen hemen her şekil oluşturabilir. Bilgisayar simülasyonları, parçaların bir yığınından bir çay fincanı ve bir köpeğin bir kanepeye değiştiğini gösteriyor. Modüller, düz yüzeyler, merdivenler, hareketli eklentiler ve hemen hemen tüm diğer hayal edilebilir şekilleri oluşturmak için birleştirilebilir. Yani bir kafes robot bir Transformatörden daha çok Terminatör T-1000 gibidir.

Robotik laboratuarları çeşitli kafes robot sistemlerini oluşturmuş ve teorileştirmiştir:

  • PARC en Telecube ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) Rus Robotik Laboratuvarı'nın diğer moleküllere genişleyen, daralan ve bağlanan kristal kullanım molekülleri.
  • PARC en Proteo sadece bilgisayar simülasyonları olarak var olan teorik bir kafes robotudur. Proteo bir koleksiyonudur rombik dodecahedrons (rhomboid şekilli yüzlere sahip on iki taraflı yapılar). Modülleri, diğerlerinin kenarlarını yuvarlayarak hareket eder.
  • Rus Robotik Laboratuvarı Molekül en modüller 90 derecelik bir açıda bağlı iki küpden yapılır. Sonuç olarak, hareketi bireysel küplerden yapılan robotlardan biraz farklı görünüyor. Molecule'ün Rus Robotik Laboratuvarı Web sitesinde nasıl hareket ettiği ile ilgili bir gösteri görebilirsiniz.

Gerçek Transformatörler Nasıl Çalışır?: çalışır

Swarm-botlar bağımsız olarak manevra yapabilir veya tek başlarına gerçekleştiremedikleri görevleri tamamlayabilirler.

Kafes robotları gibi, mobil yeniden yapılandırma robotları Daha büyük robotlar oluşturmak için birleştirilebilen küçük, aynı modüllerdir. Ancak, komşularının bir yerden bir yere gitmelerine yardım etmelerine ihtiyaçları yoktur - kendi başlarına hareket edebilirler. Mobil konfigürasyon robotları, bir araç veya yapı oluşturmak için birleştirilen balık okullarının veya kuş sürülerinin çizgi film tasvirlerine çok benzer. Belirli bir görevi yerine getirmek için bir araya gelene kadar bağımsız olarak hareket ederler. Sürü-botlarAvrupa Birliğinde Gelecek ve Gelişen Teknolojiler programının bir projesi, mobil yeniden yapılandırma robotlarıdır.

Bu robotlar birbirlerinden çok farklı görünseler de, nasıl hareket ettikleri ve çalıştıkları konusunda birçok benzerlikleri vardır. Bunlara sonra bakacağız.

Gerçekten Gerçek Bir Trafo

Transformatörler büyük ölçüde pratik veya hatta mümkün değildir.Ancak Himeji Soft Works'teki mühendisler, otomobilden biped ve sırtına dönüşen küçük ölçekli bir robot geliştirdiler. YouTube'daki dönüşüm de dahil olmak üzere bu robotun bir videosunu görebilirsiniz.

Paralel beyinlerin sürüsü

Transformatörler kendi kendine farkındadır ve kendi kararlarını verebilmektedir, ancak hareketli parçaları özerk değildir.

Transformatörler kendi kendine farkındadır ve kendi kararlarını verebilmektedir, ancak hareketli parçaları özerk değildir.

Boyutları ve modüler yapılarına ek olarak, kendiliğinden yeniden yapılandırılan robotlar, Transformers'dan büyük bir şekilde farklıdır. Optimus Prime ve diğer Transformatörler kendi kendine farkındadır ve bağımsız kararlar verebilir ve beyinlerini bedenlerinin içinde tek bir yerde tutarlar. Bir Transformer'in beyninin hareket eden parçalarının her biri kontrol eder ve herhangi bir özerklik durumunda parçaların kendileri çok azdır.

Çoğu modüler robot konfigürasyonunda, her modülün bazı karar verme gücü vardır ve nereye gideceğini anlamaya yardımcı olur. Bir modülün yerine diğerlerinin patronu olmak, planlama ve hareket kabiliyetleri dağıtılmış tüm modüller arasında.

Bu fikir - her biri nereye gideceğine karar veren küçük robotların sürüsü - felaket gibi gelebilir. Ancak modüller, nasıl hareket edeceğine dair bir dizi geometri temelli kurallarla programlanır. Ayrıca hareketlerini yöneten algoritmalar ile programlanırlar. Bu algoritmalar ve kurallar, robotların bir şekilden diğerine nasıl değişeceğini ve arazide nasıl hareket edeceğini belirlemelerine izin verir.

Çok karmaşık manevralar için, robotlar bir adımda büyük bir değişiklik yapmaya çalışmak yerine bir dizi alt-şekilleri planlarlar. Örneğin, rastgele bir modül yığınından iki ayaklı bir robota geçmesi gereken bir kafes robotu ilk önce bacakları oluşturabilir. Daha sonra, bu bacakları robotun üst yarısını oluşturmak için bir iskele olarak kullanabilir.

Gerçek Transformatörler Nasıl Çalışır?: nasıl

Şu anda, her bir modüler robot sistemi, nasıl hareket edip yeniden yapılandırılacağını yönetmek için kendi kurallarına sahiptir.

Bu zamanda, bu robotların çoğu, bir şekilden diğerine basit geçişler yapabilir. Daha karmaşık değişiklikler bir bilim adamının yardımını gerektirebilir, bu da robotların özerklikten ziyade yarı özerklik toplanmasını sağlar. Gelişimin ilk aşamalarında olan birkaç robot, tüm çalışmalarını bir bilgisayar iş istasyonundan alır ve kendi kararlarını vermez.

Şu anda, yeniden yapılandırılan robotların çoğunun kendi kuralları ve algoritmaları vardır ve kural kümeleri yalnızca tasarlandıkları robotlar için çalışır. Başka bir deyişle, Rus Robotik Laboratuvarı'nın Kristalinin kuralları Molecule ile çalışmaz.

Ancak, bilim adamları robotik bir modülün neye benzediğine bakılmaksızın çalışabilecek hareket teorilerini araştırmak için bilgisayar simülasyonları kullanıyorlar. Bu teoriler, aşağıdakiler dahil, robot hareketi için temel kurallar oluşturabilir:

  • Bitmiş bir yapı oluşturmak için kaç adım atılması gerektiğini belirleme
  • Modüller arası çarpışmaları önleme
  • Modüllerin, sürekli hareket eden ve robotlar hareket ettikçe daralmayan bir yapı oluşturmasına izin vermek
  • Zincirlerin veya modül koleksiyonlarının gerekli noktalara ulaşabileceğinden emin olmak

Başarılı olursa, bu araştırma mühendislerin aynı hareket kurallarına uyan yeni, çalışan modüler robotlar yapmasını kolaylaştırabilir.

Bu robotlar Transformers gibi yürüdüğü ve konuşmasa bile, doğru programlama ve talimatlar göz önüne alındığında hemen hemen her şekle dönüşebilir. Onlar ve Transformatörler hakkında daha fazla bilgi edinmek için, sonraki sayfadaki linklere bakınız.

Transformers onların beyinlerini nerede tutar?

Bu makalede çalışırken, WordsSideKick.com personelinin Transformatörlerin beyinlerini nerede tuttukları hakkında canlı bir tartışması vardı. Hepimiz aynı cevabı sezdik - bir Transformer'in beyninin kafasında (veya araç biçimindeki kokpitinde) bulunması gerekir. Birçok çizgi roman ve çizgi film tasvirleri bu fikri destekliyor gibi görünüyor. Bununla birlikte, Optimus Prime'ın parçalarının ayrı ayrı çalışabilmesi, Prime'ın telsiz veya kızılötesi sinyalleri komut alıp göndermek için kullanmadığı durumları tamamen açıklamamaktadır. Ayrıca, Constructicons'un kişiliklerinin, bileşen Transformatörlerinden neden farklı olduğunu da açıklamıyor. Transformers'ın beyinleri hakkında daha fazla bilgi edinebilir ve gayri resmi bir Transformers dergisi olan Matrix'te nasıl çalıştıklarını okuyabilirsiniz.


Video Takviyesi: Transformatör (Trafo) Nasıl Çalışır?.




Araştırma


Ne Makine Mühendisliği Hakkında Ne Küçük Şeyler Terlemek
Ne Makine Mühendisliği Hakkında Ne Küçük Şeyler Terlemek

Görebilecek Bir Yapay Göz Mü?
Görebilecek Bir Yapay Göz Mü?

Bilim Haberleri


Ünlü Ingiliz Jeoloğu Stonehenge Hakkında Olağanüstü Yanlış
Ünlü Ingiliz Jeoloğu Stonehenge Hakkında Olağanüstü Yanlış

Gerçek Hayat 'Traktör Beam' Ses Dalgalarını Kullanarak Nesneleri Levitasyona Sunuyor
Gerçek Hayat 'Traktör Beam' Ses Dalgalarını Kullanarak Nesneleri Levitasyona Sunuyor

Bilinçsizce, Herkes Bir Hottie Tarihlemek Istiyor
Bilinçsizce, Herkes Bir Hottie Tarihlemek Istiyor

Meme Implantlarına Bağlı Kanser Yükselişte
Meme Implantlarına Bağlı Kanser Yükselişte

Avrupa'Da Bildirilmiş Bir Recluse Spider Bite'Den 1. Ölüm
Avrupa'Da Bildirilmiş Bir Recluse Spider Bite'Den 1. Ölüm


TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com