จัสติน (หุ่นยนต์)

จัสติน (หรือที่รู้จักกันในชื่อโรลลิน จัสติน ) เป็นหุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ อัตโนมัติและตั้งโปรแกรมได้ ที่มีแขนสองข้าง พัฒนาโดยศูนย์การบินและอวกาศแห่งเยอรมนี (DLR) ที่สถาบันหุ่นยนต์และเมคาทรอนิกส์ ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองเวสลิงประเทศเยอรมนี[ 1 ] [ 2 ]หุ่นยนต์ไร้สายนี้เปิดตัวในปี 2552 และสามารถควบคุมได้ผ่านเทเลเพรสเซนส์ซึ่งเป็นเทคโนโลยีประเภทหนึ่งที่ทำให้บุคคลรู้สึกราวกับว่าตนเองอยู่ที่สถานที่อื่นที่ไม่ใช่สถานที่จริงของตน
จัสตินมีจุดประสงค์เพื่อติดตั้งบนดาวเทียมของตัวเอง เคลื่อนที่ในวงโคจร และซ่อมแซมดาวเทียมดวงอื่น อย่างไรก็ตาม มันยังสามารถใช้บนโลกเพื่อปฏิบัติงานง่ายๆ ได้อีกด้วย[ 3 ]องค์การอวกาศยุโรป (ESA) วางแผนที่จะให้นักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติควบคุมจัสตินจากระยะไกลภายในปี 2014 [ 4 ]
Rollin' Justin มีหลายรูปแบบขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งาน ตัวอย่างเช่น Justin บางรุ่นอาจไม่มีล้อ DLR ยังได้สร้าง Agile Justin ซึ่งเป็นรุ่นปรับปรุงของ Rollin' Justin และในปี 2013 ได้สร้าง TORO ซึ่งคล้ายกับ Rollin' Justin แต่มีขาแทนล้อ[ 5 ]
วัตถุประสงค์
เป้าหมายหลักในการสร้างจัสตินคือการสร้างหุ่นยนต์อวกาศตัวใหม่ที่ไม่เพียงแต่มีน้ำหนักเบา แต่ยังมีประสาทสัมผัสหลายอย่างและสามารถควบคุมได้จากโลกDLRระบุว่าพวกเขาต้องการสร้างหุ่นยนต์จาก " แนวคิด หุ่นยนต์ควบคุมระยะไกล ที่มีประสิทธิภาพและ อินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร" [ 6 ]ในที่สุด DLR หวังว่าหุ่นยนต์จัสตินจะสามารถควบคุมตัวเองได้ อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการกล่าวถึงมากนักว่าจัสตินจะสามารถทำอะไรได้บ้างหากมันสามารถควบคุมตัวเองได้[ 3 ]
คุณสมบัติ
จัสตินมีคุณสมบัติและลักษณะเฉพาะหลายอย่างที่ทำให้มันแตกต่างจากหุ่นยนต์ตัวอื่นๆ
ออกแบบ
Rollin' Justin มีรูปแบบที่แตกต่างกันบ้าง แต่โดยทั่วไปแล้ว Justin จะมีมือสองข้าง กล้องความละเอียดสูงสองตัวเซ็นเซอร์ PMDหัว และลำตัว
จัสตินมีมือสองข้างที่มีสี่นิ้ว ซึ่งสามารถเคลื่อนไหวได้เหมือนมนุษย์ แขนและมือของจัสตินสร้างขึ้นด้วยอัลกอริทึมซอฟต์แวร์หรือขั้นตอนการคำนวณทีละขั้น ซึ่งช่วยให้มันสามารถโต้ตอบกับสภาพแวดล้อม หลีกเลี่ยงการชนกับแขนหรือมืออีกข้าง และทำงานต่างๆ ได้[ 7 ]หัวของหุ่นยนต์มี กล้อง ความละเอียดสูง สองตัวที่ให้ความรู้สึกถึงความลึกเมื่อทำการควบคุมแขน ในทำนองเดียวกัน กล้องยังติดตั้ง ซอฟต์แวร์การจดจำวัตถุอีกด้วย[ 8 ]
โรลลิน จัสติน ซึ่งออกแบบมาสำหรับภารกิจประจำวันบนโลก มีแพลตฟอร์มเคลื่อนที่ที่ช่วยให้เคลื่อนที่ได้ จัสตินสามารถเดินทางไกลได้อย่างอิสระโดยอาศัยระบบควบคุมอิสระ แพลตฟอร์มเคลื่อนที่ประกอบด้วยล้อสปริง 4 ล้อ (ล้อที่ทำจากสปริง) ที่ช่วยให้เคลื่อนที่ได้ง่าย[ 9 ]ล้อเหล่านี้เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ซึ่งตรงกับความต้องการที่จำเป็นสำหรับส่วนบนของร่างกายของจัสตินเมื่อปฏิบัติภารกิจ
จัสตินเวอร์ชั่นสำหรับใช้ในอวกาศจะมีเพียงส่วนหัว ลำตัว และแขนเท่านั้น โดยไม่มีล้อ ดังนั้นล้อแบบสปริงและแท่นเคลื่อนที่จึงถูกถอดออก และจัสตินจะถูกติดตั้งบนยานอวกาศ
ความสามารถ
นอกจากการซ่อมแซมดาวเทียมแล้ว โรลลิน จัสตินยังมีความสามารถพิเศษมากมายที่ทำให้มันแตกต่างจากหุ่นยนต์ตัวอื่นๆ ตัวอย่างเช่น จัสตินมีความสามารถในการจับวัตถุที่บินได้ด้วยอัตราความสำเร็จ 80 เปอร์เซ็นต์[ 10 ]มันทำได้เช่นนี้เพราะกล้องบนหัว ซอฟต์แวร์ติดตาม และการจับยึดที่แม่นยำ[ 10 ]แขนของจัสตินทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ซึ่งช่วยให้สามารถยกน้ำหนักได้ถึง 31 ปอนด์ในแต่ละแขน[ 8 ]จัสตินยังสามารถชงชาและกาแฟ และถือถ้วยกระดาษได้โดยไม่ทำให้ของเหลวหกเลอะมือ[ 10 ] [ 2 ]ไม่เพียงแต่ชงกาแฟได้เท่านั้น จัสตินยังสามารถเต้นท่าจากภาพยนตร์เรื่อง Pulp Fiction ได้อีกด้วย [ 2 ]
เทคโนโลยี

ส่วนบนของร่างกายของจัสตินมีองศาอิสระ ที่ควบคุมได้ทั้งหมด 43 องศา ซึ่งเป็นจำนวนปัจจัยอิสระที่กำหนดโครงสร้างของหุ่นยนต์ มันไม่เพียงแต่สามารถหยิบสิ่งของจากพื้นได้เท่านั้น แต่ยังสามารถเอื้อมถึงสิ่งของที่ความสูงประมาณ 2 เมตรได้อีกด้วย[ 2 ]หุ่นยนต์ยังมีเซ็นเซอร์แรงบิด (อุปกรณ์ที่วัดแนวโน้มของแรงที่จะหมุนวัตถุรอบแกน) ในข้อต่อที่ช่วยให้มันสามารถควบคุมแขนและมือได้[ 1 ]หากจัสตินไปอวกาศ มันสามารถควบคุมได้บนโลกโดยผู้ที่สวมโครงกระดูกภายนอกซึ่งเป็นการรวมกันของแขนและถุงมือที่มีการตอบสนองแรง (ความรู้สึกสัมผัสผ่านแรง การสั่นสะเทือน หรือการเคลื่อนไหวไปยังผู้ใช้) [ 8 ] [ 11 ]ด้วยซอฟต์แวร์ที่เป็นเอกลักษณ์ของจัสติน สามารถใช้เครื่องมือการเขียนโปรแกรมพื้นฐาน เช่นMatlabหรือSimulinkในการควบคุมได้[ 1 ]ในทำนองเดียวกัน หากจัสตินอยู่ในสภาพแวดล้อมภายในบ้าน มนุษย์จะสามารถควบคุมมันผ่านiPadได้[ 10 ]
ข้อมูลทางเทคนิค
- เส้นผ่านศูนย์กลาง: ประมาณ 1.7 เมตร
น้ำหนัก:
- ประมาณ 45 กิโลกรัม
เพย์โหลด :
- ประมาณ 15 กิโลกรัม
- 2 x 7 สำหรับแขน
- 5 สำหรับลำตัว
- 2 x 12 สำหรับมือ
- 41 x แรงบิด (ด้านเชื่อมต่อ)
- ตำแหน่ง 43 ตำแหน่ง (ด้านมอเตอร์/ด้านข้อต่อ)
การเปลี่ยนแปลง
หุ่นยนต์จัสตินสามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบได้หลายแบบ ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ หุ่นยนต์จัสตินที่ออกแบบมาเพื่อติดตั้งบนดาวเทียมจะไม่มีล้อ และจะมีเพียงส่วนหัว ลำตัว และแขนเท่านั้น โดยไม่มีแท่นเคลื่อนที่ อย่างไรก็ตาม มันจะมีคุณสมบัติทางซอฟต์แวร์เหมือนกับจัสตินที่มีล้อ เพียงแต่ไม่มีความสามารถในการเคลื่อนที่ นอกจากนี้DLRเพิ่งพัฒนาหุ่นยนต์จัสตินรุ่นใหม่สองรุ่น ได้แก่ Agile Justin และ Torque Controlled Humanoid Robot หรือ TORO
จัสตินผู้ปราดเปรียว
ในปี 2012 DLRได้พัฒนา Rollin' Justin เวอร์ชันใหม่และปรับปรุงแล้ว เรียกว่า Agile Justin [ 12 ]ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดที่สุดระหว่าง Agile Justin และ Rollin' Justin คือ Agile Justin สามารถขว้างลูกบอลได้[ 12 ] Rollin' Justin สร้างความฮือฮาในโลกเทคโนโลยีเป็นครั้งแรกเมื่อมันสามารถจับวัตถุที่บินได้ แต่เพื่อเป็นการพัฒนาไปอีกขั้นDLRจึงพัฒนา Agile Justin ให้สามารถขว้างวัตถุได้ ด้วยอัตราส่วนเกียร์ที่แตกต่างกัน Agile Justin จึงมีแขนที่เร็วขึ้น 1.5 เท่า และติดตั้งสถาปัตยกรรมบัสและอิเล็กทรอนิกส์ล้อ แบบใหม่ [ 12 ]สถาปัตยกรรมบัสเป็นระบบที่ถ่ายโอนข้อมูลระหว่างส่วนประกอบภายในหรือระหว่างคอมพิวเตอร์ ในขณะที่อิเล็กทรอนิกส์ล้อเป็น เครือข่าย MIDI (ฮาร์ดแวร์ที่ใช้ควบคุมประสิทธิภาพ) ที่ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อ ล้อ การมอดูเลชั่น (กระบวนการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติอย่างน้อยหนึ่งอย่างของสัญญาณเป็นระยะ) Agile Justin ดูเหมือนจะเป็นก้าวต่อไปสู่หุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ที่มีการควบคุมร่างกายอย่างเต็มรูปแบบและสามารถประสานงานแขน มือ ลำตัว และขา (แพลตฟอร์มเคลื่อนที่) ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนไหวได้คล้ายกับมนุษย์มากขึ้น[ 12 ]เนื่องจากตอนนี้ Agile Justin สามารถขว้างสิ่งของได้ และ Rollin' Justin สามารถรับสิ่งของที่บินได้ ทั้งสองจึงสามารถมารวมกันและเล่นเกมรับส่งสิ่งของได้
หุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ควบคุมแรงบิด (TORO)
นอกจาก Agile Justin แล้ว ในปี 2013 DLRยังได้จัดแสดงหุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ควบคุมแรงบิด หรือ TORO อีกด้วย [ 5 ] TORO เป็นการอัพเกรดครั้งใหญ่จาก Rollin' Justin และ Agile Justin ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่าง TORO กับทั้ง Agile และ Rollin' Justin คือ TORO มีขาคู่หนึ่ง ทำให้ดูเหมือนมนุษย์มากกว่าหุ่นยนต์ ในทำนองเดียวกัน TORO ก็มีหัวแบบใหม่ ลำตัวที่เพรียวบางลง แขนน้ำหนักเบา และมือที่เรียบง่ายขึ้น[ 12 ]เมื่อเปรียบเทียบกับหุ่นยนต์ฮิวมานอยด์อื่นๆ ที่สามารถเดินได้ TORO มีเท้าที่เล็กกว่า นี่เป็นสิ่งที่ DLR จงใจทำเพื่อเป็นความท้าทาย เนื่องจากจะทำให้หุ่นยนต์ฮิวมานอยด์สามารถปีนป่ายสิ่งกีดขวางได้ง่ายขึ้น[ 12 ]เป้าหมายต่อไป ของ DLRสำหรับ TORO คือการทำให้สามารถเคลื่อนไหวได้อย่าง "ชาญฉลาดและคล่องแคล่ว" เช่น การเปิดประตูหนักๆ หรือการปีนบันได[ 12 ]การกระทำเหล่านี้สามารถทำได้ผ่านกระบวนการแบบไดนามิกและจะเป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรมซอฟต์แวร์ของ TORO [ 12 ]เนื่องจาก TORO เป็นหุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ที่เพิ่งเปิดตัวใหม่ จึงต้องใช้เวลาหลายปีกว่าสิ่งเหล่านี้จะเสร็จสมบูรณ์และสมบูรณ์แบบ
ลิงก์ภายนอก
- หุ่นยนต์ฮิวมานอยด์เรียนรู้วิธีซ่อมดาวเทียมบน YouTube