A Robot That Balances on a Ball

Dr. Masaaki Kumagai, directeur van het Robot Development Engineering Laboratory van de Tohoku Gakuin University, heeft een al vele robots ontwikkeld. De ene kunnen kruipen over de grond, de andere kon wandelen op 4 benen of verplaatste zich op rolschaatsen. Maar zijn allerlaatste project is ook weer iets speciaals, namelijk de robot kan zich balanceren op een bal. Het prototype dat ze gebouwd hebben, kan 'rijden' op een soort bowling bal met een rubberen coating erover.

Het balanceren gebeurt door drie kleinere wielen die op de bal kunnen rollen. Hierdoor gaat de bal rollen. De robot kan niet alleen stilstaan maar kan dus ook autonoom gaan rondrijden. Je kunt dit volgens de onderzoekers voor veel verschillende dingen gaan gebruiken, zoals bijvoorbeeld om glazen op te dienen maar wat nog handiger is dat het je kan helpen om grote voorwerpen te "dragen". Je kan dan een kant laten steunen op deze robot, terwijl jij dan met de andere het vooruit duwt en stuurt.

Doordat de robot op een bal steunt is er dus een klein contactpunt tussen de bal en de grond. Hierdoor kan het dus zeer gemakkelijk draaien en heeft het dus geen draaicirkel. De robot weegt ongeveer 7,5 kg en de bowling bal ongeveer 3,6 kg en is ongeveer een halve meter hoog. De kleinere wielen worden aangedreven door stappenmotoren die door de speciale micro-step controllers een verdraaien van 0,225 graden per stap. Dit zorgt voor een gelijkmatige rotatie.

Het balanceren gebeurt doordat een software pakket deze stappenmotoren aanstuurt. Deze haalt zijn data over de positie van de robot via gyroscopen en accelerometers. Dus wanneer je de robot een kleine duw geeft dan brengt hij zichzelf weer in een rechte, gebalanceerde positie. Ze waren genoodzaakt om zowel gyroscopen als accelerometers te gebruiken omdat de gyroscoop alleen de helling van de robot kan opmeten maar deze meting wordt beïnvloed wanneer de robot aan het versnellen of vertragen is. En omgekeerd een accelerometer kan alleen een versnelling opmeten maar deze meting wordt beïnvloed als de robot zijn helling verandert.

De robot heeft 2 control modes, namelijk een eerste waar hij op dezelfde plaats blijft staan. En als tweede zogenaamde passieve mode waar de robot er enkel voor zorgt dat hij rechtop blijft staan, dus dat je hem kunt rond duwen naar waar je ook maar wil. Echt een interessante technologie maar nu nog op zoek gaan naar meerdere toepassingen.

via [TekGek]