mobile charger的原型。信用:arXiv:2107.10585v2 [cs。俄罗斯斯科尔科沃科学技术研究所的研究人员最近开发了MobileCharger，这是一种自主机器人系统，旨在为完成任务的其他机器人充电。该系统在arXiv上预先发表的一篇论文中提出，它可以将能量传输给移动机器人，而不会迫使它们在电量耗尽时飞回指定的充电站。“简而言之，MobileCharger是自主机器人的移动动力库，”教授兼智能空间机器人实验室负责人Dzmitry Tsetserukou告诉TechXplore。“你能想象很快成千上万的送货机器人将穿越我们旁边的城市吗？如果一个或几个这样的机器人被卸下，将是行人和交通的严重障碍。”
Tsetserukou和他的同事最近的研究背后的总体想法是设计一个系统，可以接触到有故障的机器人或电池电量耗尽的机器人，并帮助他们。他们开发的系统被称为移动充电器，可以在机器人运行和试图完成任务时为它们充电，例如在特定位置递送包裹或收集数据。
“送货机器人和MobileCharger可以作为一个单元运行，直到目标机器人充满电，”Tsetserukou解释说。"随后，移动充电器分离并进入一个新的机器人或充电站."
空中加油(即在飞行过程中提供燃料)可以让飞机在空中停留更长时间，并可以在远程任务中节省35-40%的燃料。因此，Tsetserukou和他的同事设计的系统可能非常有价值，因为将几个这样的系统作为一个群体部署可以降低机器人任务的成本，并缩短送货机器人将物品运送到给定位置所需的时间。
“送货机器人可以随时参与任务，而不是浪费时间去充电站，”Tsetserukou说。“未来，还将有可能制造出一种集成太阳能电池板的MobileCharger能量采集器。这将意味着，当电池接近耗尽时，机器人可以简单地移动到一个阳光充足的地方，将太阳能电池板朝向阳光。”
DeltaCharger视频，信用:Okunevich等人MobileCharger是第一个可以在旅途中直接为其他自主机器人充电的机器人。它最具特色的组件是DeltaCharger，这是一个可以在三维(3D)中定位电极的系统，以便在目标机器人未与充电器水平或垂直对齐的情况下维持充电。例如，当机器人在石头和其他物体上行驶时，或者当机器人的配置不允许其处于充电的有利位置时，就可能发生这种情况。
“计算机视觉系统在检测非常接近的电极错位方面不如触觉系统有效，”Tsetserukou说。“DeltaCharger具有先进的触觉感知能力，因为它基于日本东京电子通信大学的Kajimoto Hiroyuki教授提供的高密度压力传感器。”
Tsetserukou和他的同事还开发了一种卷积神经网络(CNN)，可以评估MobileCharger上的电极和需要充电的机器人上的电极之间的未对准角度。该算法基于一系列由100个点组成的触觉模式。
该团队在一系列测试中评估了美国有线电视新闻网，发现它可以通过分析压力数据来测量电极错位的角度、垂直和水平值，准确率分别为95.46%、98.2%和86.9%。这意味着他们开发的机器人充电系统应该能够连接到各种不同配置的机器人上，而不管它们需要充电时所处的环境如何。
“除了为移动机器人充电之外，这项技术未来的一个应用可能是在半空中为无人机充电，一架基于DeltaCharger机制的充电无人机连接到地面发电站，一架目标无人机在没有着陆的情况下充电，”Tsetserukou说。“根据提议的概念，创新的自动驾驶船舶和装有电动机的油轮也可以在航行期间充电，因为这将防止它们不得不进入港口加油。此外，任何类型的机器人，如机器狗、户外清洁机器人，甚至自动驾驶汽车，都可以以类似的方式充电。”
未来，由这组研究人员开发的创新机器人充电系统可以适用于为无数不同的机器人系统充电，从自动驾驶汽车到移动机器人。与此同时，Tsetserukou和他的同事计划继续研究他们创建的初始原型，以进一步提高其性能和推广性。
“为了增加电源的功率，一群移动机器人可以形成并联连接，增加容量为强大的车辆充电，或者串联连接来调整目标车辆的输出电压，”Tsetserukou说。“未来，我们可以想象，机器人不仅会充电，还会修复自主机器人，让Roboverse(机器人宇宙)实现自我可持续发展。”
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