I robot sono candidati ideali per l'esplorazione dello spazio: possono sopportare condizioni estreme, ripetendo costantemente gli stessi compiti senza fatica. Come i robot della Terra, possono svolgere lavori pericolosi e di routine, dall'andare nello spazio alla lucidatura della superficie di un'astronave. Man mano che le missioni spaziali diventano più ampie e di portata scientifica, richiedendo sempre più attrezzature, è necessario un manipolatore robotico leggero in grado di operare in ambienti umani difficili.
Tuttavia, gli schemi di controllo che consentono loro di lavorare sulla Terra, dove la scena è piatta, non sono adatti a lavorare nello spazio, dove l'ambiente è imprevedibile e mutevole. Per risolvere questo problema, i ricercatori della School of Mechanical Engineering and Automation, Harbin Institute of Technology, hanno sviluppato un braccio robotico di 9,23 kg in grado di sopportare quasi un quarto del proprio peso, con la possibilità di regolarne posizione e velocità in tempo reale a seconda l'ambiente.
"Per controllare una forza costante su un piano, la direzione della forza di controllo è costante, ma per una superficie curva in un ambiente sconosciuto, il suo vettore normale cambia spesso in tempo reale, quindi il metodo tradizionale non funzionerà", affermano gli esperti. "Per superare queste difficoltà, proponiamo un controllo adattivo integrale dell'ammettenza in grado di implementare la correzione in tempo reale della posizione desiderata del braccio manipolatore in modo che sia in pieno contatto ed esegua un controllo continuo della forza". Ad esempio, quando la carta si trova su un piano di lavoro piatto, è molto più facile mantenere una pressione uniforme su tutta la linea. Disegnare la stessa linea su un pezzo di carta avvolto attorno a una pallina che rimbalza è molto più difficile e richiede calcoli speciali per capire il movimento della pallina e quanta pressione applicare a seconda della posizione della penna e della pallina.
Per mantenere il controllo continuo della forza del manipolatore spaziale, i ricercatori hanno applicato un metodo di controllo che elimina la necessità di correzione dello stato, un componente chiave dei sistemi di controllo in ambienti conosciuti. I ricercatori hanno testato il loro metodo di controllo per un manipolatore leggero e hanno scoperto che anche su una superficie sconosciuta, il braccio meccanico può regolare la sua posizione più velocemente di un manipolatore con controllo tradizionale, ottenendo un effetto di tracciamento sufficientemente stabile per applicazioni pratiche.
"L'uso del manipolatore spaziale leggero proposto e del metodo di controllo adattivo integrale del rapporto di trasmissione può risolvere i compiti pratici della manutenzione in orbita", - dicono scienziati Questo lavoro può essere un modello per la progettazione di manipolatori leggeri in futuro e l'approccio di controllo può essere applicato al processo di lavorazione delle macchine robotizzate di rettifica e lucidatura.
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