Ρομποτικά Συστήματα για Σκοπούς Εξερεύνησης και Διάσωσης

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Ρομποτικά Συστήματα για Σκοπούς Εξερεύνησης και Διάσωσης"

Transcript

1 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΩΝ ΜΕΛΕΤΩΝ 2011 Ρομποτικά Συστήματα για Σκοπούς Εξερεύνησης και Διάσωσης Αντώνιος Τζές, Πανεπιστήμιο Πατρών Κωνσταντίνος Αλέξης, Πανεπιστήμιο ETH Zurich, Switzerland Κίμων Βαλαβάνης, Πανεπιστήμιο Denver, U.S.A. Ελένη Κελασίδη, Πανεπιστήμιο Πατρών Γεώργιος Νικολακόπουλος, Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Lulea, Sweden Δεκέμβριος 2011

2 2 / 181

3 Πίνακας Περιεχομένων 1 Εισαγωγή Επίγεια Ρομπότ Εξερεύνησης και Διάσωσης ΡΟΜΠΟΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΙΑ ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΣΩΣΗ ΜΕ ΤΡΟΧΟΥΣ ΡΟΜΠΟΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΙΑ ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΣΩΣΗ ΜΕ ΕΡΠΥΣΤΡΙΕΣ ΡΟΜΠΟΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΣΩΣΗΣ ΜΕ ΠΟΔΙΑ ΡΟΜΠΟΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΙΑ ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΣΩΣΗ ΤΥΠΟΥ ΦΙΔΙΟΥ Μη Επανδρωμένα Εναέρια Οχήματα για Επιθεώρηση Πυρκαγιών ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ UNMANNED AERIAL VEHICLES (UAVS) UNMANNED AERIAL VEHICLES (UAVS) Blimp UAVs Fixed-Wing UAVs Rotorcraft UAVs Biomimetic UAVs VSTOL UAVs Ερευνητικά Προγράμματα και Κέντρα για Εξερεύνηση και Διάσωση ΚΕΝΤΡΑ ΈΡΕΥΝΑΣ (SAR) ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΗ ΚΕΝΤΡΑ ΈΡΕΥΝΑΣ SAR ΣΤΗΝ ΑΜΕΡΙΚΗ ΚΕΝΤΡΑ ΈΡΕΥΝΑΣ SAR (ΕΚΤΟΣ ΕΥΡΩΠΗΣ ΚΑΙ ΑΜΕΡΙΚΗΣ) ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΓΙΑ ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΣΩΣΗ Σχεδιασμός Πολυαρθρωτού Ρομποτικού Συστήματος ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΡΟΜΠΟΤ ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗΣ ΣΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΣΕΙΣΜΩΝ ΡΟΜΠΟΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΦΙΔΙΩΝ ΜΕ Η ΧΩΡΙΣ ΧΡΗΣΗ ΠΑΘΗΤΙΚΩΝ ΤΡΟΧΩΝ G S Miller Robots (Miller, 2000 Miller, 2002) Michigan Snake 1 (MS 1) Variable Geometry Truss (VGT) Hirose Lab Snake Robots (Hirose, 2009) Snake Robots: Amphibot I and II Snake Robots Trondheim Lab An Experimental Hyper Redundant Serpentine Robot (CSERP-X) Snoopy Robot and Woodstock Modular Robotics PolyBot / 181

4 Modular Robot - Uncle Sam Snake Robot for rescue operations ΕΠΙΠΡΟΣΘΕΤΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΕΠΙΓΕΙΩΝ ΡΟΜΠΟΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕΛΕΤΗ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΡΟΜΠΟΤΙΚΟΥ ΟΧΗΜΑΤΟΣ ΓΙΑ ΣΕΙΣΜΟΥΣ Τύλιγμα στην Επιφάνεια Σφαίρας Τύλιγμα σε Κυκλική Επιφάνεια Τύλιγμα σε Ελικοειδή Επιφάνεια Τύλιγμα σε Κωνική Επιφάνεια ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΠΟΛΥΑΡΘΡΩΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Αισθητήρες Σύστημα Ενεργοποίησης Σχέδια Ρομποτικού συστήματος ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΠΟΛΥΑΡΘΡΩΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Εισαγωγή Κίνηση ρομποτικού συστήματος τύπου φιδιού Μοντελοποίηση του ρομπότ - φιδιού Απλουστευμένο Μοντέλο Τριβής Coulomb Μοντέλο Τριβής Δυναμικές Εξισώσεις Κίνησης Οφιοειδής Κίνηση (Serpentine Locomotion) Έλεγχος Πολυαρθρωτού Ρομποτικού Συστήματος ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΈΡΕΥΝΑΣ Σχεδίαση, Ανάπτυξη και Έλεγχος Μη Επανδρωμένου Οχήματος Κάθετης Απογείωσης και Προσγείωσης ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ QUADROTOR ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΤΟΥ ΤΕΛΙΚΟΥ ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΥ QUADROTOR Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Αυτόματος Πιλότος Αισθητήριο Υποσύστημα Τηλεχειρισμός Ασύρματη Μετάδοση Δεδομένων Υποσύστημα Πρόωσης Τελικό πρωτότυπο UPATcopter Quadrotor ΈΛΕΓΧΟΣ ΠΛΟΗΓΗΣΗΣ ΤΟΥ QUADROTOR ΝΕΕΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΕΣ ΣΤΟ ΧΩΡΟ ΤΗΣ ΣΧΕΔΙΑΣΗΣ, ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΥ ΜΗ ΕΠΑΝΔΡΩΜΕΝΩΝ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ ΜΗ ΕΠΑΝΔΡΩΜΕΝΩΝ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ / 181

5 6.6 ΣΥΝΟΨΗ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΚΡΙΣΕΩΝ ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΤΗΣ ΈΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΤΟ UPATCOPTER ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΈΡΕΥΝΑΣ Συνεργασία Επίγειων Εναέριων Ρομποτικών Οχημάτων για Έρευνα και Διάσωση Επέκταση Αποτελεσμάτων Έρευνας Δημοσιεύσεις στην περιοχή Έρευνας και Διάσωσης με χρήση Robots / 181

6 6 / 181

7 1 Εισαγωγή Το παρόν πρόγραμμα που χρηματοδοτείται από το Κοινωφελές Ίδρυμα Λάτση, έχει σαν σκοπό την έρευνα και τον σχεδιασμό αυτόνομων ρομπότ, για τη χρησιμοποίηση αυτών στην επιθεώρηση χωροταξικών δομών που έχουν καταρρεύσει μετά από πυρκαγιές, σεισμούς ή άλλες φυσικές καταστροφές, χώροι στους οποίους η ανθρώπινη πρόσβαση κρίνεται επικίνδυνη ή αδύνατη. Ιδιαίτερη έμφαση θα δοθεί στην κατηγορία των πολυαρθρωτών ρομπότ, τύπου φιδιού και σε ιπτάμενα κινούμενα ρομποτικά συστήματα κάθετης απογείωσης και προσγείωσης (ελικόπτερα, VSTOL). Επιπλέον, παρατίθεται ο σχεδιασμός και η προσομοίωση επίγειου ρομποτικού συστήματος για ανεύρεση επιζώντων σε σεισμούς καθώς και ο σχεδιασμός και η κατασκευή πρωτότυπου ιπτάμενου οχήματος για πρόληψη πυρκαγιών. Η προτεινόμενη έρευνα επικεντρώνεται: α) στον προσδιορισμό των απαιτήσεων για χρήση των προαναφερθέντων ρομποτικών συστημάτων (πολυαρθρωτά ρομποτικά συστήματα, μη επανδρωμένα αεροσκάφη κάθετης απογείωσης και προσγείωσης), για εξερεύνηση και διάσωση, με έμφαση σε περιστάσεις πυρκαγιών και σεισμών, β) στη χρήση και μεταφορά της υπάρχουσας τεχνογνωσίας στον Ελλαδικό χώρο και γ) στη συνεργασία των ρομποτικών συστημάτων για εφαρμογές εξερεύνησης και διάσωσης. Το πρώτο παραδοτέο του έργου, είχε τίτλο «Βιβλιογραφική Ανασκόπηση για Χρησιμοποίηση Ρομπότ για Καταστροφές» και αφορά το πρώτο στάδιο του έργου, διάρκειας τριών μηνών. Σε αυτό το πρώτο στάδιο του προγράμματος, πραγματοποιήθηκε η αναγκαία βιβλιογραφική ανασκόπηση για χρήση αυτόνομων ρομποτικών συστημάτων στις φυσικές καταστροφές. Τα προτεινόμενα ρομποτικά συστήματα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πράκτορες (agents) για την εκτέλεση αποστολών που είναι επικίνδυνες για τους ανθρώπους. Ως έλασσον πλεονέκτημα της χρήσης μη επανδρωμένων συστημάτων είναι το ιδιαίτερα χαμηλό τους κόστος σε σχέση με κάθε επανδρωμένη λύση. Η γρήγορη και αποτελεσματική ανίχνευση είναι ένας ιδιαίτερα σημαντικός παράγοντας, στον χώρο της αντιμετώπισης φυσικών καταστροφών. Προσπάθειες για την αυτοματοποίηση επιμέρους συστημάτων έχουν γίνει παλιότερα, αλλά μια ολοκληρωμένη προσέγγιση, βασισμένη σε ένα πρακτικό συνδυασμό διαφορετικών συστημάτων ανίχνευσης φαίνεται ότι είναι μια αποδεκτή λύση. Η αντιμετώπιση φυσικών καταστροφών στην Ελλάδα με χρήση αυτόνομων ρομποτικών συστημάτων μπορεί να συμβάλλει στον γρηγορότερο εντοπισμό της θέσης του υποψήφιου θύματος και στην αναγνώριση των συνθηκών γύρω του. Κατά την ίδια έννοια, η χρήση αυτόνομων αεροσκαφών που θα σαρώνουν εκτάσεις όπου είτε υπάρχει κίνδυνος 7 / 181

8 πυρκαγιά, είτε μπορεί να παρακολουθηθεί το μέτωπο της φωτιάς με την έγκαιρη ανίχνευση αυτού. Στα πλαίσια αυτού του παραδοτέου, παρουσιάζονται εφαρμογές ρομποτικών οχημάτων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην έρευνα και στη διάσωση και κατηγοριοποιούνται σε: α) ρομπότ με τροχούς, β) ρομπότ με ερπύστριες, γ) ρομπότ με πόδια, δ) ρομπότ φίδια και ε) εναέρια ρομπότ. Στην συνέχεια παρουσιάζονται οι πιο σημαντικοί οργανισμοί στον χώρο της έρευνας και διάσωσης με χρήση ρομποτικών συστημάτων καθώς και τα πιο σημαντικά χρηματοδοτούμενα προγράμματα στην περιοχή αυτή. Θα παρουσιαστεί μία εκτενής βιβλιογραφική αναφορά με τις τρέχουσες και χαρακτηριστικές δημοσιεύσεις στον χώρο της ρομποτικής για εξερεύνηση και διάσωση. Ιδιαίτερη έμφασή δίνεται στο σχεδιασμό, την μοντελοποίηση καθώς και τις απαιτήσεις για την κατασκευή επίγειων πολυαρθρωτών ρομποτικών συστημάτων. Επιπρόσθετα παρουσιάζεται ο σχεδιασμός, η κατασκευή και ο έλεγχος εναέριου ρομποτικού συστήματος (UAV). Στο τέλος, παρατίθενται η λογική υλοποίησης συνεργατικού ελέγχου εναέριων και επίγειων ρομποτικών συστημάτων σε εφαρμογές εξερεύνησης και διάσωσης. 8 / 181

9 2 Επίγεια Ρομπότ Εξερεύνησης και Διάσωσης Η πρόβλεψη σεισμών εξακολουθεί να είναι μια εξαιρετικά δύσκολη προσπάθεια. Οι σεισμολόγοι αδυνατούν να προβλέψουν με αξιοπιστία ένα σεισμό, έστω και έναν μήνα νωρίτερα, πόσο μάλλον την ημέρα που θα γίνει αυτός. Έτσι, με σκοπό τον μετριασμό των θυμάτων από τις φυσικές καταστροφές, πρέπει να δοθεί μεγαλύτερη βαρύτητα στο έργο της αναζήτησης και της διάσωσης. Για αυτόν τον λόγο υπάρχει έντονη ερευνητική προσπάθεια στην κατεύθυνση για δημιουργία ρομποτικών συστημάτων, που θα χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό επιζώντων σε χαλάσματα (Kitano, 1999, Diaz, 1998, Blank, 2001, Davids, 2002, Erkmen, 2002, Jacoff, 2003, Matsuno, 2004, Murphy, 2004, Messina, 2006, Carpin, 2007, Xueshan, 2008, Chiou, 2009, Wang, 2010, Herbert, 2009, Wei, 2009, Junyao, 2009). 2.1 Ρομποτικά Συστήματα για Εξερεύνηση και Διάσωση με τροχούς R+D Project Robot Το R+D Project (Εικόνα 1) είχε ως στόχο να σχεδιάσει και να εφαρμόσει τις τεχνολογίες ελέγχου και συνεργασίας που απαιτούνται για την ανάπτυξη της πρώτης γενιάς ρομπότ για διάσωση. Προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος αυτός, δημιουργήθηκαν στεγανά ρομποτικά συστήματα για να χρησιμοποιηθούν σε επιχειρήσεις έρευνας και διάσωσης σε ρηχά ή επιφανειακά νερά. Εικόνα 1 R+D Project Robot Στην πρώτη κατάσταση λειτουργίας, το αυτόνομο ρομποτικό σύστημα έχει την δυνατότητα να καταγράφει πληροφορίες για την κατάσταση των επιζώντων καθώς και την διαδρομή που έχει εκτελέσει, και μόνο όταν δεν μπορεί να εντοπίσει επιζώντες, επιστρέφει στο κέντρο ελέγχου για επαναφόρτιση. Στην δεύτερη κατάσταση λειτουργίας, με την βοήθεια 9 / 181

10 ενός GPS και μίας μονάδας ελέγχου, το ρομπότ έχει την δυνατότητα να φιλτράρει τα πλάνα που παίρνει, καθώς και να διατηρεί αυτά που δείχνουν μεγάλη πιθανότητα ότι εντοπίστηκε επιζών, ενώ παράλληλα στο κέντρο ελέγχου, αποστέλλεται και η θέση αυτού. Με αυτόν τον τρόπο το ρομπότ επικεντρώνεται μόνο στα σημεία που είναι πιθανά να βρεθεί εγκλωβισμένος άνθρωπος. PeLoTe Project mobile robot MERLIN Κατά τη διάρκεια του προγράμματος PeLoTe (Building Presence through Localization for Hybrid Telematic Teams), χρησιμοποιήθηκαν διαφόρων τύπων ρομποτικά οχήματα βασισμένα κυρίως σε ήδη υπάρχουσα τεχνολογία, ενώ στις περισσότερες εφαρμογές επιβεβαιώθηκε η αποτελεσματικότητα της ρομποτικής πλατφόρμας MERLIN (Mobile Experimental Robot for Locomotion and Intelligent Navigation). Η κίνησή του ρομπότ (Εικόνα 2) καθορίζεται μέσω δύο κινητήρων, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την μεταφορά/περιστροφή του οχήματος. Ενσωματωμένα σε αυτό υπάρχουν ένας μεγάλος αριθμός αισθητήρων, όπως encoders, υπερηχητικοί και υπέρυθροι πομποδέκτες (sonars/ir), γυροσκόπιο, μαγνητική πυξίδα, laser, δικτυακή κάμερα, καθώς και κεραία για τηλεχειρισμό και τήλε-εποπτεία. Εικόνα 2 PeLoTe Project mobile robot MERLIN Η ρομποτική αυτή πλατφόρμα επικοινωνεί μέσω μίας κεντρικής διεπαφής μεταξύ ανθρώπου-υπολογιστή, διαμέσου WLAN-Wireless Local Area Network, απ' όπου μπορεί να λαμβάνει εντολές για την τροχιά που πρέπει να ακολουθηθεί ή/και να αποστείλει σε μία κεντρική βάση τα δεδομένα από το χώρο που ερευνά, όπως φωτογραφίες του χώρου. Παράλληλα με τις διαδικασίες πλοήγησης του ρομπότ, πραγματοποιείται και η χαρτογράφηση της περιοχής κίνησης αυτού. Hybrid-Wheeled ASGUARD 10 / 181

11 Με σκοπό την κίνηση των αυτόνομων ρομποτικών συστημάτων σε εξωτερικούς χώρους, θα πρέπει, εν γένει, να ληφθούν υπόψη πολλές παράμετροι που σχετίζονται με το είδος του εδάφους. Οι αντίστοιχες ρομποτικές πλατφόρμες θα πρέπει να είναι ευέλικτες και γρήγορες σε ευθύ έδαφος, ενώ ταυτόχρονα θα πρέπει να είναι ικανές να ανταπεξέλθουν σε περιστάσεις ανώμαλου εδάφους όπως χαλίκια, πέτρες, λάσπη, χαλάσματα ή ακόμα και σκάλες. Αυτό είναι σχεδόν απαραίτητο για ρομποτικές πλατφόρμες που χρησιμοποιούνται σε αποστολές αναζήτησης και διάσωσης επιζώντων σε εξωτερικά περιβάλλοντα, όπως και για επίβλεψη/εποπτεία χώρων, όπως για παράδειγμα ανίχνευση τοξικών ουσιών σε κρίσιμες περιστάσεις. Η επιστημονική κοινότητα, θεωρεί τα ερπυστριοφόρα ρομπότ ως μία από τις βέλτιστες κατασκευές, στον χώρο της έρευνας και της διάσωσης, κυρίως λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες όπως είναι η ταχύτητα και η ευελιξία αυτών σε ανώμαλα εδάφη. Από μία διαφορετική θεώρηση, το κυριότερο μειονέκτημα των κατασκευών αυτών, είναι η μεγάλη κατανάλωση ενέργειας (λόγω της έντονης τριβής που αναπτύσσεται), που περιορίζει την διάρκεια της αυτονομίας τους. Επιπλέον τα ρομποτικά αυτά οχήματα δεν είναι ικανά να ανέβουν σκαλοπάτια ή να προχωρήσουν σε επίπεδα που χαρακτηρίζονται από μεγάλη κλίση. Εναλλακτικά, υπάρχουν ρομποτικές πλατφόρμες με πόδια, τα οποία παρότι είναι πολύ ευέλικτα υστερούν σε θέμα ταχύτητας, καθώς και κλασσικά ρομπότ με τροχούς. Η ρομποτική πλατφόρμα ASGUARD (Εικόνα 3), αποτελεί ένα υβριδικό είδος μεταξύ ρομπότ με τροχούς και με πόδια, εκμεταλλευόμενο έτσι τα πλεονεκτήματα και από τις δύο αυτές κατηγορίες. Το ρομπότ σχεδιάστηκε για χρήση σε ιδιαίτερα ανώμαλα εδάφη εξωτερικού χώρου, με έμφαση σε θέματα ασφάλειας/επίβλεψης χώρων ή και για αποστολές όπου έχει προκληθεί κάποια καταστροφή. Η πλατφόρμα ASGUARD είναι ικανή να ανέβει σκαλιά, μέσω προσαρμοστικών ελεγκτών, εμπνευσμένων από τη φύση, ενώ ταυτοχρόνως μπορεί να αναπτύξει μεγάλες ταχύτητες σε επίπεδες επιφάνειες. Εικόνα 3 Hybrid-Wheeled ASGUARD 11 / 181

12 Almira-class USAR vehicle Η ρομποτική πλατφόρμα της USAR (Urban Search and Rescue) αποτελεί ένα πρωτότυπο ρομπότ τύπου Almira (Εικόνα 4). Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του είναι το γεγονός ότι κάθε τροχός του αποτελείται από 3 υπό-τροχούς (12 σε σύνολο) σε τριγωνική διάταξη. Επιπλέον, κάθε σετ τριών τροχών σε κάθε άξονα, δύναται να περιστρέφεται ανεξάρτητα από την περιστροφή του κεντρικού άξονα (που αποτελεί το κέντρο της κάθε τριγωνικής διάταξης). Αυτό επιτρέπει στο όχημα να κινείται χωρίς καμία δυσκολία σε ομαλές επιφάνειες, ενώ παράλληλα έχει τη δυνατότητα να ανέβει σκάλες, καθώς και απότομες επικλινείς επιφάνειες έως και 75 μοιρών. Εικόνα 4 Almira-class USAR vehicle Η πλατφόρμα είναι εφοδιασμένη με υπερηχητικούς και υπέρυθρους αισθητήρες, καθώς και με μικρόφωνα. Επιπλέον, στο εμπρόσθιο και όπισθεν μέρος του ρομπότ είναι τοποθετημένες δύο ασύρματες βίντεο κάμερες για πιο πλήρη εποπτεία του χώρου, καθώς και για την αναζήτηση επιζώντων. Το ρομποτικό όχημα έχει δοκιμαστεί στην αρένα δοκιμών Coala (Εικόνα 5) που αποτελείται από περιοχές με διαφορετική κλίμακα δυσκολίας, όπως και στις 3-επιπέδων δοκιμαστικές αρένες της USAR, με πολύ καλά πειραματικά αποτελέσματα. Εικόνα 5 Αρένα Δοκιμών για Almira-class USAR vehicle 12 / 181

13 PER-Corky πλατφόρμες Οι ρομποτικές πλατφόρμες Personal Exploration Robot (PER) και Corky (Εικόνα 6) είναι δύο αυτόνομα οχήματα που σχεδιάστηκαν και αναπτύχθηκαν στα πλαίσια πειραματισμών της USAR, και είχαν ως στόχο την αναγνώριση επιζώντων σε χώρους όπου έχουν προκληθεί καταστροφές, με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά συνεργασίας. Η συνεργατικότητα σε αυτήν την περίπτωση βασίζεται σε μετρήσεις από πολλούς αισθητήρες, αλλά και από πολλά ρομπότ ταυτοχρόνως, μέσω ενδοεπικοινωνίας μεταξύ τους, και εν συνεχεία κατάλληλης επεξεργασίας. Για παράδειγμα, υπέρυθροι αισθητήρες (IR) μπορούν να αναγνωρίσουν θύματα εγκλωβισμένα κάτω από ερείπια, αλλά οι μετρήσεις τους μπορούν πολύ εύκολα να παρανοηθούν σε περιπτώσεις αυξημένης θερμότητας του περιβάλλοντος (όπως π.χ. σε περιπτώσεις πυρκαγιάς). Επιπλέον τα συστήματα όρασης που βασίζονται σε αυτή την τεχνολογία, αποτυγχάνουν σε περιστάσεις χαμηλού φωτισμού ή έντονης σκόνης στο περιβάλλον. Εικόνα 6 PER-Corky πλατφόρμες Τα ρομπότ PER και Corky είναι εφοδιασμένα με σύστημα ενδοεπικοινωνίας μεταξύ τους, ενώ οι πληροφορίες που λαμβάνονται συνδυάζονται με τις ληφθείσες από αισθητήρες επί της εκάστοτε πλατφόρμας, ώστε να αναγνωρίζονται τυχόν θύματα στον περιβάλλοντα χώρο με σιγουριά. Η ευελιξία του PER ρομπότ έγκειται στους 6 τροχούς του, οι οποίοι έχουν τη δυνατότητα να περιστρέφονται προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, ενώ η ευελιξία του Corky έγκειται στο μεγάλο συγκριτικά μέγεθος των τροχών του, καθιστώντας το ικανό να κινείται εύκολα σε χώρους με συντρίμμια. 2.2 Ρομποτικά Συστήματα για εξερεύνηση και διάσωση με Ερπύστριες RoboCue, the Tokyo Fire Department's Rescue-Bot 13 / 181

14 Το RoboCue (Εικόνα 7), ένα ρομπότ ειδικά σχεδιασμένο για επιχειρήσεις διάσωσης, της Πυροσβεστικής υπηρεσίας του Τόκυο, έχει σχεδιαστεί για να εντοπίζει και να ανασύρει τα θύματα με ασφάλεια από τόπους καταστροφής, συγκεκριμένα σε περιοχές που έχει γίνει βομβιστική επίθεση, αλλά θα μπορούσε με επιτυχία να χρησιμοποιηθεί και σε καταστάσεις φυσικών καταστροφών. Στην επόμενη φωτογραφία, παρουσιάζεται το ρομποτικό σύστημα που προσπαθεί να σώσει ένα ομοίωμα ανθρώπου και αποτελεί μια άσκηση της ελεγχόμενης επιχείρησης διάσωσης σε περίπτωση καταστροφής. Εικόνα 7 RoboCue, the Tokyo Fire Department's Rescue-Bot Το αυτόνομο ρομποτικό όχημα RoboCue, είναι εφοδιασμένο με αισθητήρες υπερήχων και υπέρυθρες κάμερες για να εντοπίζει εγκλωβισμένους ανθρώπους, να φορτώνει το θύμα επάνω σε ένα καλάθι και στην συνέχεια να το μεταφέρει με ασφάλεια. Το ρομποτικό όχημα, είναι σχεδιασμένο από την Ιαπωνική Πυροσβεστική Υπηρεσία, ενώ η ρομποτική κατασκευή είναι συνδεδεμένη με καλώδιο 100 μέτρων και είναι εξοπλισμένη με υπέρυθρες κάμερες, με μεγάφωνο και αισθητήρες υπερήχων με στόχο τον εντοπισμό των θυμάτων σε χώρους στους οποίους η ανθρώπινη παρουσία δεν είναι δυνατή, όπως σε σπίτια που έχουν πάρει φωτιά. Τα θύματα, μετά από την αναγνώριση τους φορτώνονται από το ρομπότ σε ένα φορείο που μοιάζει με έλκηθρο και μεταφέρονται με ασφάλεια μακριά από το χώρο της καταστροφής. Το μόνο μειονέκτημα του ρομποτικού συστήματος είναι το γεγονός ότι δεν μπορεί να μεταφέρει πολλά άτομα ταυτόχρονα από το σημείο της καταστροφής. Robotic Safety Crawler Αν και μπορεί να μοιάζει με ένα φέρετρο - τανκ, το ρομποτικό ερπυστριοφόρο, της παρακάτω φωτογραφίας, έχει την δυνατότητα να διασώζει επιζώντες, και μπορεί να τους μεταφέρει με αξιοθαύμαστη ασφάλεια (Εικόνα 8). Δημιουργήθηκε από το αστυνομικό τμήμα της Γιοκοχάμα της Ιαπωνίας, και αποτελεί ένα ολοκληρωμένο ρομπότ ανίχνευσης και διάσωσης επιζώντων, ικανό με μεταφέρει μέχρι και 250 κιλά στο εσωτερικό του. 14 / 181

15 Εικόνα 8 Robotic Safety Crawler Οι λειτουργίες αναζήτησης του περιορίζονται στην χρήση μια υπέρυθρης κάμερας, μιας και το ρομπότ έχει σχεδιαστεί κυρίως ως ένα τηλεκατευθυνόμενο φορείο με πολύ μεγάλο βαθμό ασφάλειας αναφορικά με την μεταφορά θυμάτων. Το ρομποτικό όχημα είναι εφοδιασμένο στο εσωτερικό του με μηχανήματα για την παρακολούθηση της ροής του αίματος καθώς και των ζωτικών λειτουργιών των επιζώντων κατά την μεταφορά αυτών. The Breath-Sensor Το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Chiba έχει δημιουργήσει ένα μικρό αλλά μοναδικά προικισμένο ρομπότ το λεγόμενο Quince. Το συγκεκριμένο ρομπότ είναι εξοπλισμένο με τέσσερις ομάδες από τροχούς με πέλματα και έξι ηλεκτρικούς κινητήρες, και δύναται να κινηθεί ακόμα και σε επίπεδα που παρουσιάζουν κλίση 82 μοιρών. Επίσης, το ρομπότ διαθέτει ένα ρομποτικό βραχίονα με αρπάγη (Εικόνα 9), με σκοπό την παροχή τροφίμων και άλλων προμηθειών στους επιζώντες. Επιπλέον, το ρομποτικό όχημα έχει την δυνατότητα να εκτελεί, παράλληλα, χαρτογράφηση της περιοχής στην οποία κινείται. Εικόνα 9 The Breath-Sensor 15 / 181

16 Το ρομπότ είναι εφοδιασμένο με έναν αισθητήρα υπερύθρων, καθώς και έναν αισθητήρα μέτρησης της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα, ο οποίος χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό της αναπνοής και της θερμότητας τους σώματος του θύματος. Επίσης οι εγκλωβισμένοι δύναται να ακούσουν τις φωνές των ομάδων διάσωσης μέσω ενός ηχείου που έχει τοποθετηθεί στο ρομπότ, με σκοπό την απομακρυσμένη αναπαραγωγή αυτών. Kinect-Powered Rescue-Bot Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ηνωμένου Βασιλείου του Warwick, δημιούργησαν ένα ρομπότ ειδικά για περιπτώσεις έρευνας και διάσωσης σε φυσικές καταστροφές (Εικόνα 10), στο οποίο έχει προσαρτηθεί το Kinect της Microsoft ως κύριος αισθητήρας, αντί ενός LIDAR laser (το οποίο είναι πιο ακριβό και λιγότερο αποτελεσματικό). Το Kinect προσφέρει μια 3D απεικόνιση του χώρου, που είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στις ομάδες διάσωσης για την κατάσταση και τη θέση των θυμάτων στα χαλάσματα. Η ομάδα ανάπτυξης του συγκεκριμένου αυτόνομου ρομποτικού οχήματος σκοπεύει στο μέλλον να το εξοπλίσει και με έναν τηλεχειριζόμενο ρομποτικό βραχίονα, μέσω του οποίου θα μεταφέρονται νερό και τρόφιμα στα παγιδευμένα θύματα. Το ρομπότ κέρδισε το Ευρωπαϊκό πρωτάθλημα διάσωσης RoboCup στη Γερμανία. Εικόνα 10 Kinect-Powered Rescue-Bot 2.3 Ρομποτικά Συστήματα Εξερεύνησης και Διάσωσης με πόδια The Roller-Skating Rescuer Ο καθηγητής Shigeo Hirose στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας στο Τόκυο έχει δημιουργήσει τρία ρομπότ για έρευνα και διάσωση, το καθένα σχεδιασμένο για ελαφρώς διαφορετικό σκοπό. 16 / 181

17 Το πρώτο ρομποτικό σύστημα που μοιάζει με ένα φίδι, παρουσιάζει πρωτοτυπία στην κατασκευή του, λόγω της παρουσίας τροχών σε όλες τις πλευρές του, δίνοντας έτσι μεγαλύτερη ευελιξία στην κίνηση αυτού σε αντίξοες συνθήκες. Το δεύτερο ρομποτικό σύστημα, μοιάζει και αυτό με φίδι, αλλά αντί για τροχούς χρησιμοποιεί πέλματα και έχει κατασκευαστεί με σκληρό περίβλημα, έτσι ώστε να αντέχει στην σκόνη, στο νερό και γενικά να είναι σε θέση να λειτουργήσει σε αντίξοες περιβαλλοντικές συνθήκες. Το μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το τρίτο ρομποτικό σύστημα, το οποίο, βάσει κανόνων που πηγάζουν από την οργανική βιολογία, είναι σε θέση να αποφασίζει, συνεχώς, ποιός τρόπος κίνησης είναι ο βέλτιστος, και σε σχέση πάντα με τον σκοπό της αποστολής του. Κατά την μετακίνηση του σε ιδιαίτερα ανώμαλο έδαφος, τα πόδια του ρομπότ έχουν την τάση να λειτουργούν καλύτερα (Εικόνα 11). Ενώ σε επίπεδο έδαφος η χρήση κάποιου είδους τροχών είναι προτιμότερη, με σκοπό την πιο γρήγορη και την περισσότερο οικονομική, από πλευράς κατανάλωσης ισχύος, κίνηση. Εικόνα 11 The Roller-Skating Rescuer Το ρομποτικό αυτό όχημα, διαθέτει ένα ευφυές σύστημα επαναπροσδιοριζόμενων ποδιών, τα οποία μπορούν να μετατραπούν σε τροχούς όταν είναι απαραίτητο, και στη συνέχεια, να πραγματοποιηθεί μια κίνηση εμπνευσμένη από τα πατινάζ με rollers. Humanoid BEAR Medic-Bot Το BEAR (Battlefield Extraction Assist Robot - Εικόνα 12) από το Ινστιτούτο Vecna Robotics των ΗΠΑ είναι ένα ανθρωποειδές ρομπότ για έρευνα και διάσωση. Έχει σχεδιαστεί ειδικά για να αντικαταστήσει τον άνθρωπο διασώστη με το επιπρόσθετο πλεονέκτημα να είναι πιο ισχυρό, πιο ανθεκτικό, και λιγότερο πολύτιμο από τους διασώστες (σε σύγκριση με το κόστος μίας ανθρώπινης ζωής). Το ρομποτικό όχημα, χρησιμοποιεί δύο ανεξάρτητα πέλματα για κάθε πόδι, με αποτέλεσμα να είναι ικανό να εκτελεί εξειδικευμένες κινήσεις και επιπλέον να έχει την ικανότητα να αλλάζει το ύψος του, να στέκεται στα γόνατα, στους αστραγάλους ή στα 17 / 181

18 οριζόντια. Οι κατασκευαστές του ελπίζουν ότι ο στρατός των ΗΠΑ θα χρησιμοποιήσει το συγκεκριμένο ρομπότ σε όλα τα είδη των επικίνδυνων αποστολών. Εικόνα 12 Humanoid BEAR Medic-Bot Το ανθρωποειδές BEAR μπορεί να εντοπίσει θύματα σε πεδίο μάχης, στους χώρους όπου διέρρευσαν τοξικές ουσίες ή σε χαλάσματα που έχουν προκύψει από σεισμούς ή άλλες φυσικές καταστροφές. Αφού εντοπίσει τα θύματα μπορεί να τα σηκώσει και να τα μεταφέρει με ασφάλεια σε μεγάλες αποστάσεις. Μέχρι στιγμής υπάρχουν εννέα υλοποιήσεις του BEAR κάθε ένα από αυτά περισσότερο ικανό από τον προκάτοχό του. Οι βελτιώσεις μέχρι σήμερα περιλαμβάνουν ανθεκτικά πέλματα με κίνηση υψηλής ταχύτητας, σύστημα κίνησης υψηλής ενέργειας, ανθεκτικά κύτταρα μπαταρίας και τη ενίσχυση της επιδεξιότητα του ρομπότ. Near-Indestructible, Ultra-Cheap RoachBot Ο κόσμος των εντόμων αποτελεί ένα γόνιμο έδαφος για τους εμπνευστές της ρομποτικής και ορισμένες φορές καταλήγει στη δημιουργία ενός ρομποτικού συστήματος που προσομοιώνει σχεδόν τέλεια την συμπεριφορά πραγματικών εντόμων. Ένα τέτοιο ρομπότ είναι και το cyborg-ify που δημιουργήθηκε από καθηγητή της βιομιμητικής του Πανεπιστημίου του Berkeley (Εικόνα 13). Εικόνα 13 Near-Indestructible, Ultra-Cheap RoachBot 18 / 181

19 Το πολύ φθηνό, ultra-touch Dash εμπνεύστηκε από την κατσαρίδα, κοστίζει λιγότερο από ένα δολάριο, κατασκευάστηκε από μέρη μη χρησιμοποιούμενων κινητών τηλεφώνων και από άλλα ηλεκτρονικά, και το κυρίως σώμα του είναι φτιαγμένο από χαρτόνι. Είναι εξοπλισμένο με βασικά εργαλεία χαμηλής ανάλυσης (αλλά πολύ φθηνά), με κάμερες από κινητά τηλέφωνα και ένα τσιπ Wi-Fi. Το συγκεκριμένο ρομπότ είναι απίστευτα ευκίνητο και γρήγορο και το, κατασκευασμένο από ειδικό χαρτόνι, σώμα του το καθιστό ιδιαίτερα ανθεκτικό. Το Dash θα μπορούσε να αποτελεί έναν εξαιρετικό πόρο για τις ομάδες έρευνας και διάσωσης. 2.4 Ρομποτικά Συστήματα για εξερεύνηση και διάσωση τύπου φιδιού S7 Snake Robot Prototype Μετά από ένα μεγάλο σεισμό που έπληξε την περιοχή του San Francisco, παλιά Βικτωριανά σπίτια έγιναν ερείπια, τα ισόγεια είχαν καταρρεύσει και οι ανώτεροι όροφοι παρέμειναν όρθιοι αλλά ασταθείς, απειλώντας να καταρρεύσουν στην επόμενη δόνηση. Πρόθυμοι διασώστες ήταν έτοιμοι να αναρριχηθούν και να σκάψουν, αλλά παράμενε το ερώτημα του κατά πόσον αξίζει να συμβεί ο τραυματισμός κάποιου διασώστη από την πιθανότητα να βρουν κάποιον που θάφτηκε κάτω από τα ερείπια. Ευτυχώς, μια νέα γενιά ρομπότ φιδιού για έρευνα και διάσωση είναι πλέον διαθέσιμη για να απαντήσει στο ερώτημα αυτό. Οι διασώστες φέρουν τον αγωγό όσο το δυνατόν πλησιέστερα προς τα συντρίμμια, και σύρουν το φίδι ρομπότ από το τέλος του αγωγού. Ένα λεπτό σύνθετο καλώδιο πηγαίνει από το εσωτερικό του αγωγού προς την ουρά του φιδιού, παρέχοντας ρεύμα και μεταφέροντας δεδομένα και προς τις δύο κατευθύνσεις. Το ρομπότ φίδι κάνει παύση κάθε λίγα μέτρα για να ακούει για τα σημάδια των επιζώντων, ενώ το κεφάλι του φιδιού ρομπότ χρησιμοποιείται και για την αποστολή στερεοφωνικού ήχου στον χειριστή (Εικόνα 14). Εικόνα 14 S7 Snake Robot Prototype 19 / 181

20 Όπως το φίδι εξελίσσεται, σαρώνει την περιοχή με μια πυροηλεκτρική συσκευή που εντοπίζει τη θερμότητα του σώματος. Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιεί τραβούν το ρομπότ κατά μήκος του εδάφους μέσω ενός μικρού ιμάντα μεταφοράς και το προωθούν διαμέσου των σωρών των καλωδίων που άφησε η κατάρρευση του κτηρίου. Το σύστημα πρόσδεσης, επίσης, τραβά την ουρά του φιδιού ρομπότ, μαζεύοντας την όπως στα προηγούμενα εμπόδια. Επί της οθόνης, ο χειριστής έχει την δυνατότητα να αλλάζει την δομή του φίδι ρομπότ και να αποσπά την άκρη της ουράς με την χρήση τηλεχειριστηρίου. Η ουρά μετατρέπεται σε έναν ασύρματο σταθμό βάσης, επικοινωνώντας με το υπόλοιπο ρομποτικό φίδι και επιτρέποντας την συνεχή μετάδοση πληροφορίας στον χειριστή. Μικροί μηχανισμοί στο δέρμα του φιδιού ρομπότ προσφύουν στους τοίχους και του επιτρέπουν να ωθηθεί προς τα εμπρός, αλλάζοντας το εύρος των σπειρών του σε μία περιφέρεια. The 26-Foot-Long Snakebot Ο Satoshi Tadokoro είναι ένας από τους πιο σημαντικούς ερευνητές στα ρομπότ έρευνας και διάσωσης και είναι ο υπεύθυνος για την δημιουργία του SnakeBot (Εικόνα 15), που στοχεύει περισσότερο στην αναζήτηση θυμάτων. Εικόνα 15 The 26-Foot-Long Snakebot Το συγκεκριμένο ρομπότ δεν μπορεί να κινηθεί πολύ γρήγορα, παρά μόνο πέντε εκατοστών το δευτερόλεπτο, αλλά, λόγω της κατασκευής του μπορεί να διεισδύει σε αιχμηρές γωνίες, να αναρριχηθεί σε κλίσεις μέχρι 20 μοιρών, να συμπιέζεται και να χωράει σε πολύ στενά περάσματα και, έχοντας μια κάμερα προσαρτημένη πάνω του, μπορεί να στέλνει εικόνες προς τις ομάδες διάσωσης για την κατάσταση των χαλασμάτων καθώς και των θυμάτων που εντοπίζει. Το SnakeBot δοκιμάστηκε με επιτυχία τόσο σε περιπτώσεις προσομοίωσης καταστροφών όσο και σε πραγματικές συνθήκες, βοηθώντας μια ομάδα διάσωσης σε παρκινγκ που είχε καταρρεύσει στην Φλόριντα. 20 / 181

21 Modular Snake Robot Το Disaster City κοντά στο Texas A & M University είναι μια περιοχή με σημαντικές διεθνείς έρευνες στο κομμάτι της διάσωσης κατά τη διάρκεια των φυσικών καταστροφών σε όλο τον κόσμο. Η αναζήτηση επιζώντων σε κτήρια που έχουν καταρρεύσει είναι μια συνεχής πρόκληση για τα μέλη της ομάδας έρευνας και διάσωσης που διακινδυνεύουν τη ζωή τους, καθώς προσπαθούν να βοηθήσουν τα θύματα. Μια νέα υψηλής τεχνολογίας έρευνα σε ρομπότ που μοιάζουν με φίδια στον τομέα εξερεύνησης και διάσωσης μπορεί να δώσει λύση στην έγκαιρη και αποτελεσματική διάσωση θυμάτων σε περιπτώσεις φυσικών καταστροφών. Υπάρχουν πολλά είδη ρομποτικών συστημάτων, που ομοιάζουν με φίδια, τα οποία δοκιμάζονται στο Texas Engineering Extension Service Disaster City. Τα αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων θα είναι χρήσιμα για την ανάπτυξη της επόμενης γενιάς ρομπότ διάσωσης. Ο Dr. Robin Murphy, διευθυντής του Center for Robot-Assisted Search and Rescue at Texas A&M University αναφέρει ότι η έρευνα τους προσανατολίζεται σε πιο βιομιμητικές εφαρμογές έτσι ώστε τα ρομπότ να μοιάζουν όσο το δυνατόν περισσότερο σε πραγματικά φίδια. Ο Howie Choset του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon, ο οποίος εργάζεται πάνω σε ένα μοναδικό ελικοειδές ρομπότ (Εικόνα 16) αναφέρει πως, όπως τα φίδια μπορούν να μπουν σε χώρους που δεν μπορούν οι άνθρωποι, έτσι και το ρομπότ-φίδι μπορεί να διεισδύσει σε χώρους που δεν μπορούν τα άλλα ρομποτικά συστήματα. Οι προγραμματιστές στο εργαστήριο Biorobotics του Howie Choset στο Carnegie Mellon University επιθυμούν να δημιουργήσουν ένα Modular Snake Robot για αποστολές εξερεύνησης και διάσωσης σε σπήλαια, ορυχεία, και κτήρια που κατέρρευσαν. Το πρόβλημα με τα κλασσικά ρομποτικά συστήματα που χρησιμοποιούν ρόδες είναι το γεγονός ότι μπορούν να κινηθούν ικανοποιητικά σε επίπεδες επιφάνειες, αλλά αδυνατούν να διεισδύσουν σε ερείπια. Τα φίδια - ρομπότ μπορούν να πάνε εκεί που τα συμβατικά ρομποτικά συστήματα αδυνατούν. Τα ρομπότ - φίδια μπορούν να έχουν πρόσβαση σχεδόν σε όλους τους χώρους, είτε πρόκειται για κτήρια που έχουν καταρρεύσει, είτε πρόκειται να ανέβουν σε δέντρα, είτε να ανέβουν στην κορυφή ενός κονταριού, ακόμα και να κολυμπούν υποβρυχίως. Η γενική ιδέα στην κατασκευή ενός ρομπότ - φιδιού είναι να μπορεί το ρομποτικό σύστημα να προσαρμόζεται και να μεταμορφώνεται ανάλογα με τις συνθήκες. Τα συστήματα αυτά είναι σε θέση να ανταποκρίνονται σε άγνωστες συνθήκες, όπως κατά τη διάρκεια υπόγειων αναζητήσεων, επιθεωρήσεων εργοστασίων κτλ. 21 / 181

22 Εικόνα 16 Modular Snake Robot OmniTread Robot Το OmniTread (Εικόνα 17) είναι ένα αρκετά χρήσιμο ρομπότ. Το συγκεκριμένο ρομπότ είναι ειδικό για μετακινήσεις πάνω σε χαλάσματα και σε ιδιαίτερα μικρούς χώρους, και θα μπορούσε να είναι ένα σημαντικό εργαλείο για τις ομάδες έρευνας και διάσωσης στην προσπάθεια τους για εντοπισμό επιζώντων που έχουν παγιδευτεί σε κτήρια που έχουν καταρρεύσει. Έχει σχεδιαστεί από την ομάδα ρομποτικής του Πανεπιστημίου του Michigan και αποτελείται από πέντε τμήματα, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με αρθρώσεις 2 βαθμών ελευθερίας. Μπορεί να κινηθεί και στις τέσσερις πλευρές ακόμα και αν το ρομπότ ανατραπεί. Οι 2-DOF αρθρώσεις από πνευματικούς φυσητήρες παράγουν επαρκή ροπή, έτσι ώστε να κινηθεί το ρομπότ ακόμα και πάνω από εμπόδια. Εικόνα 17 OmniTread Robot Το OmniTread ρομπότ έχει σχεδιαστεί για να διασχίζει εξαιρετικά δύσκολα εδάφη, όπως είναι τα συντρίμμια ενός κτηρίου που έχει καταρρεύσει. Επίσης μπορεί να κινείται σε εδάφη με άμμο και βράχια, να περνά μέσα από μικρές τρύπες και να σκαρφαλώνει πάνω από ψηλά εμπόδια (Εικόνα 18). 22 / 181

23 Εικόνα 18 Κίνηση του OmniTread σε χαλάσματα Snake- like ARM mounted on a wheeled robot Υβριδικά κινούμενα ρομπότ με πολυαρθρωτούς βραχίονες τύπου φιδιού (Εικόνα 19) έχουν σχεδιαστεί στο USAR. Στις καταστροφές που προκύπτουν από σεισμούς απαιτείται ταχεία και αποτελεσματική έρευνα και διάσωση των επιζώντων. Τα υβριδικά κινούμενα φίδια - ρομπότ έχουν πολύ περισσότερους βαθμούς ελευθερίας από τα συμβατικά ρομπότ και τις άλλες μηχανές διάσωσης. Το φίδι βραχίονας δύναται να διεισδύσει σε περιοχές μη προσπελάσιμες από άλλα μέσα και χωρίς να προκαλεί επιπλέον φθορές στις γύρω περιοχές, κάτι το οποίο είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε επιχειρήσεις εξερεύνησης και διάσωσης, όπου μεγάλα κομμάτια στα συντρίμμια γίνονται εύθραυστα. Εικόνα 19 Snake- like ARM mounted on a wheeled robot Ρομποτικά συστήματα φιδιών, που απαρτίζονται από πολλές αρθρώσεις έχουν τη δυνατότητα εκτέλεσης ποικίλων μετακινήσεων σε σχέση με τα συμβατικά ρομποτικά συστήματα με ρόδες. Το πραγματικό πλεονέκτημα αυτών των συσκευών είναι ότι είναι ευπροσάρμοστα και επιτυγχάνουν κινήσεις που δεν περιορίζονται στην ανίχνευση, στην αναρρίχηση και στην κολύμβηση. 23 / 181

24 Modsnake Project Robots Η κεντρική αποστολή του Μodsnake project (Εικόνα 20) είναι η ανάπτυξη ενός είδους καινοτόμου ρομπότ με κυκλικούς συνδέσμους στις γωνίες των αρθρώσεων του ρομπότ φιδιού, με στόχο την μετακίνηση αυτού στην επιθυμητή θέση. Τα ρομπότ - φίδια που έχουν αναπτυχθεί, εκτελούν σχεδόν όλες τις βιολογικές κινήσεις των πραγματικών φιδιών, όμως αδυνατούν να ολοκληρώσουν μόνο με μια κίνηση ένα πέρασμα. Οι περιπτώσεις αυτές προκύπτουν λόγω της περιπλοκότητας των εργασιών που απαιτούνται από ένα ρομπότ σε σχέση με τους περιορισμούς υλικού και κατασκευής, όπως το μέγεθος του καθώς και η ισχύς του κινητήρα. Οι εργασίες που μπορούν να εκτελέσουν τα ρομπότ-φίδια είναι αναρρίχηση σε σκαλιά, διέλευση σε στενά περάσματα, πέρασμα από τρύπες στον τοίχο ενώ διαθέτουν κάμερα για εύκολη εποπτεία των χώρων καθώς και αναζήτηση επιζώντων. Εικόνα 20 Modsnake Project Robots Ο Uncle Sam (Εικόνα 21) είναι ένα φίδι - ρομπότ που κατασκευάστηκε από modular κομμάτια και οδήγησε σε μία ποικιλία ρομποτικών συστημάτων, που ονομάστηκαν «modsnakes» από το Εργαστήριο Biorobotics του Carnegie Mellon (www.snakerobot.com). Το φίδι αυτό μπορεί να τυλιχθεί γύρω από ένα στύλο και να σκαρφαλώνει κάθετα. 24 / 181

25 Εικόνα 21 Uncle Sam Τέτοια ρομποτικά συστήματα που μιμούνται ζωντανά όντα θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στη ρομποτική στο εγγύς μέλλον. Η φύση είναι ένα φανταστικός σχεδιαστής και δεν είναι τυχαίο ότι μηχανικοί αναζητούν στη φύση για έμπνευση στην ρομποτική (όπως το AirPenguins της Festo και η κατσαρίδα Dash). Όπως έχουν κάνει και άλλες ομάδες, η ομάδα ρομποτικής στο Carnegie Mellon έχει κάνει μεγάλες προσπάθειες να ενσωματώσει φυσικά χαρακτηριστικά των φιδιών στα ρομποτικά συστήματα που έχουν δημιουργήσει. Επίσης έχουν μελετήσει πολλούς τρόπους κίνησης των φιδιών και έχουν «διδάξει» τα ρομπότ-φίδια να εκτελούν τις ίδιες κινήσεις, όπως το προαναφερθέν σκαρφάλωμα του Uncle Sam. Παρά την έμφαση που δίνεται στη δημιουργία ανθρωποειδών ρομπότ, το ρομποτικά συστήματα που προσομοιάζουν τη συμπεριφορά ζώων έχουν το σαφές πλεονέκτημα της απλής σχεδίασης και κατασκευής. Όπως αναφέρεται από την ομάδα ρομποτικής του Carnegie Mellon, το ρομπότ φίδι θα μπορούσε να είναι ένας «διασώστης» επιζώντων σε κτήρια που έχουν πέσει από φυσικές καταστροφές. Serpentronic Robot Snake Project Ο στόχος του προγράμματος Serpentronic Robot Snake (Εικόνα 22) ήταν να σχεδιάσει και να κατασκευάσει ένα ρομπότ - φίδι που θα μπορούσε να κινηθεί σαν το βιολογικό του αντίστοιχο. Αυτό το ρομπότ έχει τη δυνατότητα να εξερευνεί χώρους και να αποφεύγει τα εμπόδια χρησιμοποιώντας αισθητήρα υπερύθρων. Ένα ρομπότ - φίδι είναι ιδανικό για να διασχίζει ανώμαλο έδαφος. Αυτό το ρομπότ έχει πολλές εφαρμογές, όπως η αναζήτηση επιζώντων, αποστολές αναγνώρισης και ανίχνευσης ναρκών, καθώς και εργασίες συντήρησης σε στενά περάσματα. 25 / 181

26 Εικόνα 22 Serpentronic Robot Snake Project Το φίδι αποτελείται από 6 κομμάτια και ένα κεφάλι, με το κάθε κομμάτι να τροφοδοτείται από έναν σερβοκινητήρα. Τα τμήματα εναλλάσσονται στον προσανατολισμό, έτσι ώστε το πρώτο τμήμα να κινείται σε μια οριζόντια κατεύθυνση και οι επόμενες κινήσεις του τομέα στην κάθετη κατεύθυνση. Αυτή η ακολουθία επαναλαμβάνεται και για τα 6 τμήματα και το κεφάλι. Αυτό δίνει στο ρομπότ - φίδι επαρκή ευελιξία για να μετακινήσει τα τμήματα του σώματός του μέσα από αλληλουχίες που επιτυγχάνουν μετακίνηση σχεδόν με τον ίδιο τρόπο που ένα βιολογικό φίδι κάνει. ACM-R5 Snake Like Robot Δεν υπάρχει καμία αμφιβολία ότι οι επιστήμονες, όπως αναφέραμε και πιο πάνω, αναζητούν έμπνευση από την φύση για να δημιουργήσουν ρομποτικά συστήματα. Για να σχεδιάσουν ένα ρομπότ για χρήση αυτού στο εσωτερικό σωληνώσεων, μια εταιρεία στην Νορβηγία εμπνεύστηκε από τα φίδια. Το ρομποτικό σύστημα (αν και δεν αποτελεί ακόμα τελικό προϊόν) μπορεί να κινηθεί και κατακόρυφα στο εσωτερικό των σωληνώσεων. Το ρομπότ SINTEF δεν μπορεί να πλοηγηθεί αυτόνομα σε οποιοδήποτε σωλήνα, έτσι σήμερα η ομάδα που το κατασκεύασε χρησιμοποιεί ένα Lego Mindstorms ρομπότ με μια κάμερα αναρτημένη στην κεφαλή. Το SINTEF θα μπορούσε να θεωρηθεί πρόγονος του ACM-R5 (Εικόνα 23), του αμφίβιο ρομπότ - φιδιού που κατασκεύασε η ομάδα του Hirose στο εργαστήριο ρομποτικής στην Fukushima στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας στο Τόκυο. Το συγκεκριμένο ρομπότ μπορεί να κινηθεί τόσο στην ξηρά, όσο και στο νερό. Ο Hirose από το 1970 ασχολείται με την κατασκευή ρομποτικών συστημάτων που μοιάζουν με φίδια. Το ρομπότ ACM-R5 παρουσιάστηκε πρώτη φορά στην παγκόσμια έκθεση στο Aichi της Ιαπωνίας το 2005 και μια πιο βελτιωμένη έκδοσή του παρουσιάστηκε στο κοινό το / 181

27 Εικόνα 23 ACM-R5 Snake Like Robot Η άρθρωση του ρομπότ ACM-R5 αποτελείται από μια σφαιρική άρθρωση και φυσητήρες. Αναπτύχθηκε με βάση το προηγούμενο μοντέλο HELIX (http://wwwrobot.mes.titech.ac.jp/robot/snake.html). Μια σφαιρική άρθρωση παίζει το ρόλο των οστών και οι φυσητήρες τον ρόλο του έξω-σκελετού. Το ACM-R5 μπορεί να σχηματίσει ένα ομαλό σχήμα λόγω αυτής της πολυαρθρωτής δομής, κάτι το οποίο είναι σημαντικό για την αποτελεσματική μετακίνηση. Το ACM-R5 είναι εξοπλισμένο με κουπιά και παθητικούς τροχούς γύρω από το σώμα. Για να δημιουργήσει προωθητική δύναμη από τον κυματισμό, το ρομπότ χρειάζεται μια ακίνητη αντίσταση καθώς γλιστράει ελεύθερα στην εφαπτομενική κατεύθυνση, αλλά δεν μπορεί να κινηθεί στην κάθετη κατεύθυνση. Λόγω των πτερυγίων και των παθητικών τροχών, το ACM-R5 (Εικόνα 24) αποκτά αυτή τη συμπεριφορά τόσο στο νερό όσο και στο έδαφος. Εικόνα 24 Κίνηση στο έδαφος και στο νερό του ACM-R5 27 / 181

28 Το σύστημα ελέγχου του ACM-R5 είναι ένα αρκετά προχωρημένο σύστημα. Κάθε μονάδα άρθρωσης διαθέτει CPU, μπαταρία, μοτέρ, ώστε να μπορούν να λειτουργήσουν ανεξάρτητα. Μέσα από τις γραμμές επικοινωνίας κάθε μονάδα ανταλλάσσει σήματα και αυτόματα αναγνωρίζει τον αριθμό της από την κεφαλή, αλλά και το πόσες μονάδες συμμετέχουν στο σύστημα. Χάρη σε αυτό, οι διαχειριστές συστημάτων μπορούν να αφαιρούν, να προσθέτουν και να ανταλλάσσουν ελεύθερα μονάδες, καθώς επίσης μπορούν να λειτουργούν το ACM-R5 ευέλικτα σύμφωνα με τις εκάστοτε ανάγκες. 28 / 181

29 3 Μη Επανδρωμένα Εναέρια Οχήματα για Επιθεώρηση Πυρκαγιών 3.1 Εισαγωγή στα Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) Η εκρηκτική ανάπτυξη στο πεδίο των Unmanned Aerial Vehicles έχει οδηγήσει στην εφαρμογή αυτών σε ένα ευρύ σύνολο αποστολών. Παραδείγματος χάριν, h ίδια η google παρέχει υπηρεσίες αεροφωτογράφισης κάνοντας χρήση μη επανδρωμένων quadrotors, όπως αυτό στην Εικόνα 25 η πυροσβεστική υπηρεσία του Los Angeles, USA εφοδιάστηκε με ένα σμήνος τέτοιων αεροσκαφών,. Στόχος είναι η αποδοτική χρήση αυτών των συστημάτων ως πλατφόρμα έγκαιρης διάγνωσης και σταθερής επιθεώρησης του μετώπου της πυρκαγιάς Μία από τις πλέον βασικές αποστολές των UAVs αποτελεί αυτή της έρευνας και διάσωσης. Ομάδες UAVs μπαίνουν σε μια περιοχή και ξεκινούν μια αποκεντρωμένη μεθοδολογία συνεργασίας με στόχο την αναγνώριση σημαντικών στόχων και κυρίως ανθρώπων σε περιοχές καταστροφών, όπως αναπαρίσταται στην Εικόνα 26. Πολλές προσπάθειες έχουν γίνει σε ερευνητικό επίπεδο με κυριότερη αυτή του COMETS project που έχει εκτελέσει πειραματικές δοκιμές κλίμακας. Οι πιο βασικές προϋποθέσεις για την επιτυχία αυτών των αποστολών είναι η διάρκεια πτήσης, η αποτελεσματικότητα των αποκεντρωμένων αλγορίθμων συνεργασίας καθώς και η ακρίβεια των αισθητήρων αναγνώρισης των ανθρώπινων σωμάτων στο έδαφος. Εικόνα 25 Quadrotor της εταιρίας Microdones. Το ίδιο σύστημα χρησιμοποιεί η Google ως παροχή υπηρεσίας αεροφωτογραφίσεων 29 / 181

30 Εικόνα 26 Αναπαράσταση της συνεργασίας μιας ομάδας Unmanned Aerial Vehicles για την αναζήτηση επιζώντων σε καταστροφή Μία επιπρόσθετη βασική εφαρμογή των UAVs είναι αυτή της αναγνώρισης και χαρτογράφησης μιας άγνωστης ή μερικά γνωστής περιοχής, όπως αναπαρίσταται στην Εικόνα 27, Εικόνα 28 ώστε άλλες ανθρώπινες μονάδες να μπορούν να επιχειρήσουν έχοντας ακριβές πληροφορίες εντός αυτής. Τέτοιες αποστολές εκτελούνται ιδιαίτερα συχνά σε περιοχές καταστροφών ή σε περιοχές ατυχημάτων που βρίσκονται εκτός του αστικού και προαστιακού περιβάλλοντος (McLain, 2001, Schumacher, 2004, Chitrakaran, 2006, Bryson, 2007). Εικόνα 27 Αναπαράσταση χρήσης μη επανδρωμένων αεροσκαφών για υπηρεσίες χαρτογράφησης Εικόνα 28 Τρισδιάστατος τοπολογικός χάρτης από το συνδυασμό GPS και Laser Scanner 30 / 181

31 Οι παραπάνω δύο εικόνες δείχνουν μια σχηματική αναπαράσταση μιας αποστολής αναγνώρισης περιοχής και πειραματικά δεδομένα από Ευρωπαϊκό ICT project COMETS. Σήμερα η περιοχή αυτών των αποστολών έχει βρει πλατιά εφαρμογή και έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη πολλαπλών εταιριών που παρέχουν τέτοιες υπηρεσίες όπως η AIBOTIX GmBH. 3.2 Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) Blimp UAVs Τα Blimp UAVs (Εικόνα 29) αποτελούν τον πιο απλό σε επίπεδο δυναμικού ελέγχου τύπο μη επανδρωμένου αεροσκάφους. Ως ερευνητική και τεχνολογική πρόκληση το σύνολο σχεδόν των προβλημάτων τους έχουν επιλυθεί. Παρά την απλότητα τους τα συστήματα αυτά έχουν ιδιαίτερη χρησιμότητα σε εφαρμογές επιθεώρησης μεγάλων περιοχών και ως κόμβοι επικοινωνίας μεταξύ άλλων UAVs ή του σταθμού εδάφους. Η πιο χαρακτηριστική περίπτωση τέτοιου συστήματος είναι η αυτό που χρησιμοποιήθηκε στα πλαίσια του COMETS ICT Project, το οποίο και απεικονίζεται στην παρακάτω εικόνα (Zhang, 1999, Ollero, 2005) Fixed-Wing UAVs Εικόνα 29 Blimp UAV Τα Fixed-Wing UAVs αποτελούν τον πλέον κλασσικό τύπο μη επανδρωμένων αεροσκαφών, τον τύπο δηλαδή των αεροπλάνων σταθερών πτερυγίων. Τα UAVs αυτά πλοηγούνται ακριβώς όπως τα επανδρωμένα αεροπλάνα, ενίοτε και με βάση κάποιες απλοποιήσεις κυρίως ως προς το σύστημα των πτερυγίων ελέγχου τις pitch γωνίες του αεροσκάφους. Υπάρχουν αμέτρητες σχεδιάσεις, με την κάθε μία να ικανοποιεί μια διαφορετική αντίληψη που μπορεί να δίνει βάρος στην απλότητα, την ευστάθεια ή στα 31 / 181

32 ιδιαίτερα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά για την εκτέλεση ελιγμών ή για μεγάλη διάρκεια πτήσης. Το Predator (Εικόνα 30) αποτελεί το σκάφος εκείνο που έχει βρει την πιο πλατιά εφαρμογή σε δύσκολες και απαιτητικές εφαρμογές καθώς ξεκίνησε ως ένα UAV για την πολεμική αεροπορία των ΗΠΑ (USAF). Σήμερα, το Predator έχει βρει εφαρμογή σε ένα πλατύ σύνολο πολιτικών εφαρμογών κυρίως ως προς την σταθερή επιθεώρηση και αναγνώριση στόχων σε μεγάλες περιοχές και όπου η διάρκεια πτήσης και το υψηλό ωφέλιμο φορτίο αποτελεί καθοριστικό παράγοντα (Doherty, 2007). Εικόνα 30 Predator UAV Το Skywalker (Εικόνα 31) κινείται στον αντίποδα της λογικής του Predator όντας ένα ιδιαίτερα μικρό, ελαφρύ, χαμηλού κόστος σύστημα. Αποτελεί ιδανική πλατφόρμα για μια πρωταρχική έρευνα σε Fixed-Wing UAVs καθότι παρουσιάζει ιδιαίτερα ομαλά πτητικά χαρακτηριστικά και σχετικά ικανό ωφέλιμο φορτίο. Εικόνα 31 Skywalker UAV 32 / 181

33 3.2.3 Rotorcraft UAVs Τα Rotorcraft UAVs (Εικόνα 32) αποτελούν έναν από τους πλέον σημαντικούς τύπου μη επανδρωμένων αεροσκαφών. Η ικανότητα τους να εκτελούν στάσιμη αιώρηση και κάθετη απογείωση/προσγείωση τα καθιστά μια ιδανική πλατφόρμα για ένα μεγάλο σύνολο αποστολών και ιδιαίτερα για αποστολές αναγνώρισης και κατόπτευσης. Τα Rotorcraft UAVs αποτελούν από τα πλέον πολύπλοκα συστήματα. Συγκεκριμένα όλα τα rotorcraft UAVs ανήκουν στην κατηγορία των Underactuated συστημάτων και για αυτό εκ φύσεως δεν είναι ευσταθή. Ως εκ τούτου η ανάπτυξη στρατηγικών ελέγχου αυτών των συστημάτων με τρόπο ακριβή και σθεναρό στις διαταραχές του περιβάλλοντος αποτελεί μια ιδιαίτερη πρόκληση σε συνδυασμό με τη μελέτη των πιθανόν διαφορετικών περιπτώσεων rotorcraft UAVs και τα διαφορετικά αεροδυναμικά χαρακτηριστικά που αυτά παρουσιάζουν (Cherian, 2009). Εικόνα 32 Rotorcraft UAVs Ως προς τους διαφορετικές περιπτώσεις rotorcraft UAVs ξεχωρίζουμε τα παρακάτω: 1. Helicopter UAVs (Εικόνα 33), δηλαδή συστήματα που παρομοιάζουν τα κλασσικά ελικόπτερα. Η κίνηση αυτών των συστημάτων βασίζεται στον ιδιαίτερα πολύπλοκο μηχανισμό του Swash-Plate που ελέγχει την Pitch γωνία κάθε έλικας καθώς και στο ουραίο στροφείο τα οποίο προστίθεται για λόγους ευστάθειας και καλύτερης οδήγησης του συνολικού συστήματος. Ένα από τα πολύ γνωστά συστήματα συμβατικών UAV ελικοπτέρων αποτελεί το RMAX της Yamaha το οποίο και έχει βρει πλατιά εφαρμογή. 2. Quadrotor UAVs, μια κατηγορία rotorcrafts που εκτελούν όλες τις κινήσεις τους στα πλαίσια του διαφορετικού αριθμού στροφών μεταξύ τεσσάρων συμμετρικά τοποθετημένων κινητήρων. Αποτελούν τον τύπο εκείνο συστημάτων που έχουν βρει την πιο εκρηκτική εφαρμογή τόσο σε ερευνητικό όσο και σε επίπεδο εφαρμογών τα τελευταία χρόνια λόγω της μηχανικής τους απλότητας σε συνδυασμό με τα ιδιαίτερα αεροδυναμικά και δυναμικά τους χαρακτηριστικά (Das, 2009, Bouabdallah, 2005). 33 / 181

34 Εικόνα 33 Helicopter UAV Το πλέον γνωστό ελικόπτερο τύπου quadrotor είναι το Hummingbird της Ascending Technologies. Το UAV αυτό παρουσιάζει εξαιρετικά αποδοτικά χαρακτηριστικά ελέγχου ενώ παράλληλα δίνεται η δυνατότητα στο σύστημα να προστεθούν νέα modules αισθητήρων και να προγραμματιστούν νέες ρουτίνες σε επεξεργαστές υψηλών δυνατοτήτων. Για τους παραπάνω βασικούς λόγους, κορυφαία πανεπιστήμια όπως το ETH Zurich (Εικόνα 34, Εικόνα 35), το University of Pennsylvania (Εικόνα 36) και το University of Minessota χρησιμοποιούν αυτό τον τύπο quadrotors και έχουν αποδεδειγμένα καταγάγει εκπληκτικά αποτελέσματα. Ενδεικτική αναφορά στα αποτελέσματα της έρευνας που διεξάγεται στο ETHZ μπορεί να αναδείξει τις επιτυχίες αυτής της πλατφόρμας. Ως επιδείξεις της απόδοσης των ελεγκτών τα εργαστήρια του Πανεπιστημίου παρουσιάζουν Quadrotors που διέρχονται ανάμεσα σε παράθυρα και εκτελούν ελιγμούς στον αέρα. Εικόνα 34 Quadrotor της εταιρίας Ascending Technologies στους χώρους των εργαστηρίων του ETH Zurich. Εδώ παίζει τα Χριστουγεννιάτικα κάλαντα! 34 / 181

35 Εικόνα 35 Quadrotors της εταιρίας Ascending Technologies στους χώρους των εργαστηρίων του ETH Zurich καθώς εκτελούν συνεργατική πτήση Εικόνα 36 Quadrotors της εταιρίες Ascending Technologies στους χώρους των εργαστηρίων του University of Pennsylvania καθώς εκτελούν απότομους ελιγμούς ακριβείας 3. Coaxial UAVs, μια κατηγορία rotorcrafts που παρομοιάζει ιδιαίτερα τον κλασσικό τύπο ελικοπτέρου αλλά με τη διαφορά ότι χρησιμοποιεί ομοαξονικούς αντίρροπα στρεφόμενους ρότορες για την ανάπτυξη ιδιαίτερα σημαντικών χαρακτηριστικών ευστάθειας και αντοχής σε διαταραχές. Μια από τις πλέον χαρακτηριστικές περιπτώσεις Coaxial συστημάτων αποτελεί το COAX της εταιρίας Skybotix (Εικόνα 37). Το σύστημα αυτό είναι ιδιαίτερα μικρό αλλά αποτελεί ένα πλήρως αυτόνομο σύστημα με ικανότητα πλήρους πλοήγησης εντός εσωτερικών χώρων παρά την αδυναμία λήψης GPS δεδομένων θέσης. Τις δυνατότητες αυτές τις αντλεί από ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον σύστημα συνδυασμού αδρανειακών μετρήσεων και οπτικής αναγνώρισης της θέσης μέσω αλγορίθμων Οπτικής Ροής. 35 / 181

36 Εικόνα 37 Το COAX-3 της εταιρίας Skybotix, Spin-Off του Autonomoys Systems Lab ETH Zurich Biomimetic UAVs Το Perching Project (Εικόνα 38) του Πανεπιστημίου του Stanford έχει σαν σκοπό τον σχεδιασμό ενός τηλεκατευθυνόμενο εναέριου ρομποτικού οχήματος που θα είναι σε θέση να πλοηγείται σαν αεροπλάνο και να προσγειώνεται σε μία κάθετη επιφάνεια. Το ρομπότ χρησιμοποιώντας ένα αποστασιόμετρο καθορίζει πόσο μακριά από έναν τοίχο βρίσκεται και καθώς τον πλησιάζει αλλάζει αυτόματα την κλίση του, ώστε το σώμα του να πάρει θέση παράλληλη με το επίπεδο του τοίχου. Στην συνέχεια με κατάλληλα διαμορφωμένα πόδια (αντί για ρόδες) έχει την δυνατότητα να γαντζώνεται στις επιφάνειες με ασφάλεια και να παραμένει εκεί. Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά του ρομπότ αυτού είναι και η δυνατότητα που έχει να απογειώνεται από την κάθετη θέση που βρίσκεται σε έναν τοίχο. Το ρομπότ αυτό αντιγράφει πλήρως τους μηχανισμούς που χρησιμοποιούν τα έντομα για την προσγείωση τους στους τοίχους και μπορεί να βρει αμέτρητες εφαρμογές σε περιοχές διάσωσης όπου δεν υπάρχουν οι κλασικοί χώροι και προσγείωσης και απογείωσης. Το ρομπότ-νυχτερίδα (Εικόνα 39), είναι ένα ρομπότ που έχει αναπτυχθεί από ερευνητές στο πανεπιστήμιο της North Carolina και αποτελεί ένα ιδιαίτερα μικρό και ελαφρύ κατασκεύασμα. Οι περισσότερες εφαρμογές του επικεντρώνονται στον τομέα της επιτήρησης, όπως για παράδειγμα στην αναζήτηση θυμάτων ή επιζώντων μετά από μία σύγκρουση, κατολίσθηση, σεισμό κτλ. Το σύνολο του σκελετού του ρομπότ ζυγίζει μόνο μόλις 6 γραμμάρια και αποτελεί έναν πραγματικό σχέδιο μίας νυχτερίδας με χόνδρους, τένοντες, και οστά που μπορεί να εκτελέσει μια ποικιλία χειρισμών. Για να επιτευχθεί αυτό, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν διάφορα έξυπνα υλικά όπως αυτά από Shape Memory Alloy, 36 / 181

37 που είναι αρκετά ελαστικά και έχουν την δυνατότητα να αλλάζουν το μέγεθος τους όταν εφαρμόζεται σε αυτά ένα ρεύμα και έχουν το μέγεθος μίας ανθρώπινης τρίχας. Εικόνα 38 The Perching Project Robot Εικόνα 39 Robot-Bat Tο SmartBird (Εικόνα 40) είναι ένα υπέρ ελαφρύ μοντέλο πτήσης με εξαιρετικές αεροδυναμικές ιδιότητες και εξαιρετική ευκινησία. To SmartBird έχει σχεδιαστεί από τους μηχανικούς της FESTO και βασίζεται σε έρευνα που στοχεύει την αυτόνομη πτήση πουλιών, ένα από τα παλαιότερα όνειρα της ανθρωπότητας. Το ρομπότ, είναι βασισμένο από το πουλί ασημό-γλάρο, βασίζει την πτήση του στα φτερά που μπορεί να τα κινεί πάνω και κάτω, καθώς επίσης και να τα περιστρέψει σε μικρές γωνίες. Το μοντέλο καταναλώνει πολύ μικρή ενέργεια λόγο της πολύ ελαφριάς κατασκευής και των υλικών που χρησιμοποιούνται. Εικόνα 40 FESTO- Smart Bird 37 / 181

38 Τo ROBO-BEE (Εικόνα 41) είναι η πρώτη επιτυχημένη προσπάθεια για την κατασκευή ενός μικροσκοπικού αυτόνομου εναέριου ρομπότ, το οποίο αναπτύχθηκε από το εργαστήριο μικρό-ρομποτικής του Harvard. Το ρομπότ αυτό έχει την δυνατότητα να αιωρείται να προσγειώνεται σε τοίχους και ταβάνια και να εκτελεί εντυπωσιακές μανούβρες. Ο μηχανισμός πλοήγησης είναι παρόμοιος με αυτόν μίας μέλισσας, όσον αφορά την κίνηση των φτερών του. Ο σχεδιασμός των φτερών του αποδεικνύει ότι μπορεί να προξενήσει την απαραίτητη ώθηση για να σηκώσει το βάρος του, το κόστος κατασκευής είναι πολύ μικρό, ενώ ένας στόλος από παρόμοια ρομποτικά οχήματα, μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα πλήθος εφαρμογών εύρεσης και διάσωσης. Εικόνα 41 ROBO-BEE Το Morphing Micro Air and Landing (Εικόνα 42) ρομποτικό όχημα είναι ένα υβριδικό εναέριο / επίγειο όχημα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια αυτόνομη και απομακρυσμένη πλατφόρμα αισθητήρων. Ο σκοπός αυτού του οχήματος είναι να χρησιμεύσει ως μια συσκευή που μπορεί να πετάξει σε επικίνδυνα / εχθρικά περιβάλλοντα, με σκοπό την διερεύνηση, την συλλογή και την αποστολή πληροφοριών σε ένα κέντρο ελέγχου. Το ρομπότ αυτό συνδυάζει την Whegs επίγεια τεχνολογία μετακίνησης αναπτυχθεί και έχει αναπτυχθεί στο εργαστήριο Βιολογικής Εμπνευσμένης Ρομποτικής του Πανεπιστημίου Case Western Reserve. Αυτά τα ρομποτικά οχήματα, έχουν μία άτρακτο που κατασκευάζεται από ίνες άνθρακα με ευέλικτες πτέρυγες και ύφασμα στις επιφάνειες ελέγχου. Η ευελιξία στα φτερά ύφασμα του επιτρέπει να έχει μία σημαντική αεροδυναμική ευστάθεια στο οχήματος κατά τη διάρκεια της πτήσης, καθώς και απέναντι σε έντονες ριπές ανέμου. 38 / 181

39 Εικόνα 42 Morphing Micro Air and Land Vehicle Το μηχανοτρονικό ιπτάμενο έντομο, έχει αναπτυχθεί στο Πανεπιστήμιο του Berkeley (Εικόνα 43) και είναι σχεδιασμένο με βάση βιομιμητικές αρχές, με σκοπό να αντιγράψει τα εξαιρετικά χαρακτηρίστηκα της πτήσης των μυγών. Η υψηλή του απόδοση, βασίζεται στις μεγάλες δυνάμεις που μπορεί να εξασκήσει (όπως ακριβώς και στην περίπτωση στις μύγες), καθώς επίσης και σε ένα πολύπλοκο σύστημα ελέγχου, βασισμένο σε οπτική ανάδραση, αδρανειακούς αισθητήρες και πιεζοηλεκτρικούς ενεργοποιητές. Εικόνα 43 Micromechanical Flying Insect Το ιπτάμενο ρομπότ DelFly-ΙΙ (Εικόνα 44) ζυγίζει μόνο 3 γραμμάρια και έχει διαστάσεις 10 cm από άκρη της φτερούγας σε άκρη της φτερούγας. Το ρομπότ αυτό, είναι πολύ χρήσιμο για την πρόοδο της επιστήμης, μιας και ολοκληρώνει αρχές από τον τομέα της μηχανικής, της αεροδυναμικής, της ηλεκτρονικής και του ελέγχου. Η λειτουργία του βασίζεται σε αρχές της τεχνητής όρασης και της τεχνητής νοημοσύνης. 39 / 181

40 Εικόνα 44 DELFLY-II Το Ornithopter (Εικόνα 45), είναι ένα ιπτάμενο ρομποτικό όχημα, που μιμείται την πτήση των πουλιών και έχει κατασκευαστεί από ρομποτιστές στο Πανεπιστήμιο του Cornell, στις Ηνωμένες Πολιτείες. Το ιπτάμενο αυτό ρομπότ, έχει κατασκευαστεί με τεχνικές 3D εκτύπωσης, Το πιο μεγάλο τεχνολογικό επίτευγμα ήταν η κατασκευή των φτερών, μιας και αυτά θα έπρεπε να είναι πολύ ευέλικτά, ελαφριά αλλά και ισχυρά ώστε να μπορούν να αντέξουν τον γρήγορο κυματισμό και τις τυχόν παραμορφώσεις VSTOL UAVs Εικόνα 45 ORNITHOPTER Τα συστήματα αυτά αποτελούν μια νέα προσέγγιση στο χώρο των μη επανδρωμένων συστημάτων. Αντλούν την καταγωγή τους από πολύ συγκεκριμένες σχεδιάσεις που ξεκίνησαν στον Β Παγκόσμιο Πόλεμο προφανώς για επανδρωμένα συστήματα ενώ το αεροσκάφος που τα έκανε ιδιαίτερα γνωστά είναι το Boeing V-22 Osprey. Τα συστήματα 40 / 181

41 αυτά μπορούν και πετάνε τόσο σε διάταξη πτήσης ελικοπτέρου όσο και σε διάταξη πτήσης αεροπλάνου σταθερών πτερυγίων στα πλαίσια ενός ιδιαίτερου σερβομηχανισμού που περιστρέφει τους ρότορες. Κατά αυτή την έννοια εκμεταλλεύονται τον φάκελο πτήσης τόσο των ελικοπτέρων όσο και των αεροπλάνων (Cognitive Flight Envelope) παρουσιάζοντας μέρος των βασικών πλεονεκτημάτων και των δύο αυτών κατηγοριών. Μπορούν δηλαδή τόσο να πετάνε ως αεροπλάνα και να παρουσιάζουν ιδιαίτερα χαρακτηριστικά ταχύτητας και μεγάλης διάρκειας πτήσης όσο και ως ελικόπτερα εκτελώντας στάσιμη αιώρηση, απότομους ελιγμούς και φυσικά κάθετη απογείωση και προσγείωση. Υποκατηγορία αυτών των συστημάτων αποτελούν τα Tilt-Rotors (Christofer, 2004) με δύο κινητήρες και τα Tilting Quadrotors. Τα τελευταία βρίσκονται σε καθαρά ερευνητικό επίπεδο και σε προσπάθεια πρώτων δοκιμών ενώ ως προς τα Tilt-Rotors έχουν εμφανιστεί ορισμένα κυρίως μεγάλου μεγέθους και πολύ υψηλού κόστους όπως το Bell TR918 που παρουσιάζεται στην Εικόνα 46. Εικόνα 46 Tilt Rotor BELL TR / 181

42 4 Ερευνητικά Προγράμματα και Κέντρα για Εξερεύνηση και Διάσωση 4.1 Κέντρα Έρευνας (SaR) στην Ευρώπη EUROP European Robotics Technology Platform Το EUROP είναι η Ευρωπαϊκή Τεχνολογική Πλατφόρμα Ρομποτικής, στην οποία μέλη της είναι οι κύριοι ενδιαφερόμενοι στο χώρο της ρομποτικής, με σκοπό να προσδιοριστούν κοινές πρωτοβουλίες και να ενισχυθεί η ανταγωνιστικότητα της Ευρώπης στον τομέα της ρομποτικής. German Research Center for Artificial Intelligence Το Γερμανικό Κέντρο για την έρευνα στην τεχνητή νοημοσύνη και πιο συγκεκριμένα με το κέντρο καινοτομίας στην ρομποτική επικεντρώνεται σε δραστηριότητες έρευνας και ανάπτυξης στο Πανεπιστήμιο της Βρέμης. Οι τομείς ενδιαφέροντος του κέντρου, περιλαμβάνουν την εφαρμογή των αρχών της τεχνητής νοημοσύνης στον τομέα της ρομποτικής, ενώ η περιοχή της έρευνας και διάσωσης αποτελεί ξεχωριστή περιοχή ιδιαίτερου ενδιαφέροντος. Search and Rescue Association (SARA) Η ένωση για την έρευνα και τη διάσωση είναι μια μη κερδοσκοπική οργάνωση που ενισχύεται από πόρους εθελοντών από την περιοχή της Αγγλίας. Ο οργανισμός SARA έχει εξελιχθεί σε μια οργάνωση, που βοηθά τις τοπικές και κρατικές αρχές για το συντονισμό όλων των προσπαθειών αναζήτησης. University of Oxford SaRC Η προαναφερθείσα ερευνητική ομάδα έχει σα σκοπό να χρησιμοποιήσει τις πρόσφατες εξελίξεις στη ρομποτική και στην επιστήμη των υπολογιστών στους τομείς της ρομποτικής έρευνας και διάσωσης. Institute of Control and Information Engineering 42 / 181

43 %3Amobile-and-walking-robots-team&catid=64%3Azespoybadawcze&Itemid=127&lang=en Το ινστιτούτο αυτό επικεντρώνεται στη χρήση των τεχνολογικών εξελίξεων στη ρομποτική με σκοπό την χρησιμοποίηση αυτών στην καθημερινότητα των ανθρώπων. Ειδική δράση αποτελεί η χρησιμοποίηση των ρομπότ σε διαδικασίες εύρεσης και ανίχνευσης επιζώντων. 4.2 Κέντρα Έρευνας SaR στην Αμερική National Institute for Urban Search and Rescue To ινστιτούτο αυτό επικεντρώνεται στη βελτίωση της ετοιμότητας για την αντιμετώπιση καταστροφών και την έγκαιρη επέμβαση, μέσα από την δραστηριοποίηση και την εκπαίδευση του κοινού, καθώς και μέσα από την χρησιμοποίηση καινοτόμων τεχνολογιών, όπως είναι αυτός της ρομποτικής. Center for Robot-Assisted Search and Rescue (CRASAR) Το κέντρο CRASAR σκοπεύει στη βελτίωση της ετοιμότητας αντιμετώπισης καταστροφών, την πρόληψη, αντιμετώπιση και αποκατάσταση, μέσω της ανάπτυξης και της υιοθέτησης των ρομπότ και των συναφών τεχνολογιών. Στόχος είναι η δημιουργία μίας «κοινής πρακτικής» για τα ρομπότ διάσωσης που θα κινητοποιήσει τη βασική έρευνα, θα υποστηρίξει την μεταφορά τεχνολογίας και θα παρέχει δυνατότητες εκπαίδευσης για τους σπουδαστές, τους επαγγελματίες και το κοινό. Safety *Security* Rescue Research Center SSR-RC To SSR-RC αποτελεί μία κοινοπραξία από εταιρείες και πανεπιστήμια, τα οποία δραστηριοποιούνται στον τομέα της ασφάλειας, της έρευνας και της διάσωσης. Επιπλέον, το SSR-RC αποτελεί την βιομηχανική συμβουλευτική επιτροπή η οποία διαθέτει και επιλέγει την χρηματοδότηση συγκεκριμένων έργων σε αυτές τις θεματικές ενότητες. National Association for Search and Rescue (NASAR) To NASAR είναι ένας Aμερικάνικος οργανισμός που επικεντρώνεται στην περιοχή της έρευνας και της διάσωσης. Ο οργανισμός αυτός, απαρτίζεται από ένα μεγάλο αριθμό 43 / 181

44 συντελεστών από διαφορετικές ειδικότητες και χρησιμοποιεί προηγμένη τεχνολογία, όπως της ρομποτικής, στις επιχειρήσεις του. Carnegie Mellon The Robotics Institute To ρομποτικό ινστιτούτο του Carnegie Mellon, έχει σαν σκοπό την εύρεση παγιδευμένων επιζώντων σε περιοχές που έχουν καταστραφεί μετά από σεισμούς, πλημμύρες κτλ. Σκοπός του είναι η χρήση προηγμένης ρομποτικής τεχνολογίας με σκοπό την ταχεία εκτέλεση αποστολών εξερεύνησης και διάσωσης. 4.3 Κέντρα Έρευνας SaR (εκτός Ευρώπης και Αμερικής) Australian Robotics & Automation Association (ARRA) O Αυστραλιανός σύλλογος ρομποτικής και αυτοματισμού, αποτελείται από εταίρους από την Αυστραλία και την Νέα Ζηλανδία και ασχολείται με την περιοχή των εφαρμογών της ρομποτικής και των επιπτώσεων αυτών στην κοινωνία. Ο σύλλογος διοργανώνει επιστημονικά συνέδρια, ημερίδες και χρησιμεύει ως ένα κομβικό σημείο για την αυστραλιανή βιομηχανία και τους ερευνητές που ασχολούνται με την ρομποτική και τους αυτοματισμούς. International Rescue System Institute (IRS) Το International Rescue System Institute (IRS) είναι ένας οργανισμός που αποτελείται από μέλη της βιομηχανίας, της ακαδημίας και της κυβέρνησης, με σκοπό την ανάπτυξη τεχνολογιών αντιμετώπισης καταστροφών. Το IRS στοχεύει στο να συμβάλει στην οικοδόμηση μίας ασφαλούς κοινωνίας στην οποία οι άνθρωποι θα μπορούν να ζήσουν χωρίς άγχος, με τη συνεργασία μεταξύ διαφόρων οργανισμών και ανθρώπινου δυναμικού. International Federation of Robotics (IFR) Ο σκοπός της IFR είναι να προωθήσει και να ενισχύσει τη βιομηχανία της ρομποτικής σε όλο τον κόσμο, την προστασία των επιχειρηματικών συμφερόντων αυτής και να ασχοληθεί με άλλα θέματα που αφορούν τα μέλη της. Ο οργανισμός μέσα από την έρευνα, την ανάπτυξη, την χρήση διεθνούς συνεργασίας σε όλο το πεδίο της ρομποτικής, στοχεύει στο να δράσει ως ένα κεντρικό σημείο δραστηριοτήτων για τους οργανισμούς και τις 44 / 181

45 κυβερνήσεις που σχετίζονται με τη ρομποτική. Ο τομέας της έρευνας και της διάσωσης αποτελούν μία ξεχωριστή περιοχή της ομοσπονδίας. IEEE Technical Committee on Service Robots H τεχνική επιτροπή του Institute of Electrical and Electronics Engineers, του μεγαλύτερου συνδέσμου Ηλεκτρολόγων Μηχανικών στον κόσμο, έχει δημιουργήσει πρόσφατα, μία υποεπιτροπή που επικεντρώνεται στην περιοχή των service robots. Μεταξύ αυτών των κατηγοριών, υπάρχει ειδική κατηγορία search and rescue robots. Σκοπός της επιτροπής αυτής, είναι η δημοσιοποίηση όλων των τεχνολογικών εξελίξεων σε αυτή την επιστημονική περιοχή. 4.4 Ερευνητικά Προγράμματα για Εξερεύνηση και Διάσωση GUARDIANS project Το έργο αυτό χρηματοδοτήθηκε από το FP6 και συμμετείχαν οκτώ Ευρωπαίοι Εταίροι. Σκοπός του έργου ήταν η δημιουργία ενός σμήνους από αυτόνομα ρομπότ με σκοπό την λειτουργία τους για την ανίχνευση επιζώντων σε αστικά περιβάλλοντα. Τα ρομποτικά οχήματα που αναπτύχθηκαν, είχαν τη δυνατότητα να ανιχνεύουν επικίνδυνες ουσίες στο περιβάλλον και με ένα σετ από προηγμένους αισθητήρες να αναζητούν και να εντοπίζουν εγκλωβισμένους ανθρώπους. Το πρόγραμμα έληξε τον Ιανουάριο VIEWFINDER project Το έργο του FP6 ( ) χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση. Αποτελείται από εννέα Ευρωπαίους Εταίρους και επιδιώκει να χρησιμοποιήσει ένα αυτόνομο ρομποτικό σύστημα με σκοπό την ανίχνευση του εδάφους κατά την ύπαρξη μίας πυρκαγιάς, βοηθώντας το προσωπικό διάσωσης και καθοδηγώντας το για την ανίχνευση επιζώντων. Επιπλέον, το έργο αυτό εξετάζει βασικά θέματα που αφορούν την αυτόνομη κατασκευή χάρτη, την ανασυγκρότηση και διασύνδεση τοπικών πληροφοριών, τη χρήση διεπαφών μεταξύ ανθρώπων-ρομπότ και την αυτόνομη πλοήγηση αυτών. 45 / 181

46 SARNET project Το έργο αυτό είναι ένα δίκτυο αριστείας με σκοπό την υποστήριξη της έρευνας σε σοβαρά ατυχήματα σε πυρηνικούς σταθμούς ενέργειας. Παρά τα μέτρα πρόληψης των ατυχημάτων και τα μέτρα διαχείρισης που έχουν θεσπιστεί σε πυρηνικούς σταθμούς, και παρότι παραμένει πολύ μικρή η πιθανότητα λανθασμένης λειτουργίας, ένα πιθανό συμβάν μπορεί να εξελιχθεί σε σοβαρό ατύχημα με αποτέλεσμα την τήξη του πυρήνα, και την επακόλουθη διασπορά των ραδιενεργών υλικών στο περιβάλλον. Το δίκτυο SARNET έχει συσταθεί υπό την αιγίδα των προγραμμάτων πλαισίων της Ευρωπαϊκής Επιτροπής για την έρευνα και στοχεύει στην αναζήτηση τεχνολογιών για την αντιμετώπιση αυτών των κινδύνων, συμπεριλαμβανομένης της τεχνολογίας της ρομποτικής. sfly project Σκοπός του έργου, είναι η δημιουργία μικρών αυτόνομων ελικοπτέρων που θα μπορούσαν να παίξουν σημαντικό ρόλο σε αυτόνομες εργασίες, όπως η αναγνώριση για την έρευνα και διάσωση, η παρακολούθηση του περιβάλλοντος, η επιτήρηση της ασφάλειας, η επιθεώρηση, η επιβολή του νόμου, κλπ. Τα ρομποτικά αυτά ιπτάμενα οχήματα, εξοπλισμένα με προηγμένους αισθητήρες και δυνατότητα πλήρους αυτόνομης πλοήγησης θα συντελούν στην γρήγορη ανίχνευση επιζώντων, ειδικά σε περιοχές που μέχρι τώρα η πρόσβαση ήταν σχεδόν αδύνατη. 46 / 181

47 5 Σχεδιασμός Πολυαρθρωτού Ρομποτικού Συστήματος 5.1 Απαιτήσεις Ρομπότ Εξερεύνησης σε περιπτώσεις Σεισμών Η ιδιαίτερη κυματοειδής κίνηση που χρησιμοποιούν τα φίδια καθώς και η φυσική κατασκευή του σώματος τους μπορεί να προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα συγκριτικά με τα ρομποτικά συστήματα που χρησιμοποιούν για την κίνηση τους τροχούς ή «πόδια». Ένας μεγάλος αριθμός ερευνητικών ομάδων έχει αναπτύξει ρομπότ εμπνευσμένα από την κίνηση των φιδιών για να εκμεταλλευτεί αυτά τα πλεονεκτήματα, όπως παρουσιάστηκε στο πρώτο παραδοτέο του έργου με τίτλο «Βιβλιογραφική Αναζήτηση Ρομπότ για Αντιμετώπιση Καταστροφών». Η κυματοειδής κίνηση των ρομποτικών συστημάτων που έχουν βασιστεί στην φυσιολογία των φιδιών, υπερτερεί σε σχέση με τις παραδοσιακές μορφές μετακίνησης τόσο των ζωντανών οργανισμών όσο και των μηχανών (Hirose, 1993, Tanaka, 2009). Λόγω της επιμηκυμένης μορφής και της έλλειψης «ποδιών», τα φίδια αποτελούνται από συμπαγείς διατομές και μπορούν, έτσι, να κινηθούν διαμέσου στενών περασμάτων. Επιπλέον, τα ρομπότ φίδια αποτελούνται από πολύ λεπτότερες διατομές σε σχέση με άλλα ρομποτικά συστήματα ισοδύναμου μεγέθους. Επίσης, τα φίδια έχουν τη δυνατότητα να αναρριχηθούν πάνω από εμπόδια τα οποία δύναται να είναι μεγαλύτερα του μεγέθους τους. Αυτό επιτυγχάνεται ανυψώνοντας κατά το ήμισυ το μπροστινό μέρους του σώματος τους. Ομοίως, θα πρέπει να επισημανθεί ότι ένα ρομπότ- φίδι μπορεί να ανυψώσει το σώμα του επάνω από εμπόδια πολύ περισσότερο από ότι ρομποτικά συστήματα που φέρουν «πόδια» ή τροχούς. Αυτές οι ιδιότητες είναι επιθυμητές κατά την κίνηση ανάμεσα σε σύνθετα και γεμάτα εμπόδια περιβάλλοντα, όπως στην περίπτωση κίνησης μέσα σε ερείπια για αναζήτηση επιζώντων. Οι βηματισμοί (gaits) που χρησιμοποιούνται από τα φίδια για τη μετακίνηση είναι πολύ σταθεροί. Επειδή το σώμα τους είναι σε συνεχή επαφή με το έδαφος σε πολλά διαφορετικά σημεία, είναι δύσκολο να χτυπήσουν επάνω σε κάτι, επειδή έχουν ένα χαμηλό κέντρο μάζας και δεν ανυψώνουν πολύ το σώμα τους από το έδαφος κατά τη διάρκεια της μετακίνησης. Η μορφή μετακίνησης που χρησιμοποιούν, προκειμένου να γλιστρούν, στηρίζεται, επίσης, στην επαφή μεταξύ του εδάφους και του οπίσθιου τμήματός τους (posterior). Αυτή η μεγάλη περιοχή επιφάνειας δίνει στο φίδι καλά χαρακτηριστικά έλξης (traction characteristics) σε διάφορα μεταβλητά περιβάλλοντα. Εκτιμάται ότι ένα σύνηθες ρομπότ με «πόδια» ή ρόδες θα μπορούσε να γλιστρήσει, ενώ η μεγάλη επιφάνεια επαφής ενός ρομπότ φιδιού θα καθιστούσε αυτό το περιστατικό λιγότερο πιθανό (Gray, 1946). 47 / 181

48 Τα φίδια έχουν πολλαπλά σχέδια που στηρίζονται στο ίδιο είδος άρθρωσης (και δομής) που επαναλαμβάνεται πολλές φορές. Αυτό σημαίνει ότι εάν μια άρθρωση αποκοπεί, το ρομπότ - φίδι μπορεί να συνεχίσει να μετακινείται. Η απλότητα του σχεδιασμού αποσκοπεί στο ότι δεν θα υπάρχουν εύθραυστα προσαρτήματα που μπορούν εύκολα να σπάσουν. Τα φίδια είναι πολύ ευπροσάρμοστα και μπορούν να χρησιμοποιήσουν το σώμα τους, τυλίγοντάς το γύρω από τα αντικείμενα για να τα πιάσουν. Αυτό μπορεί να παρατηρηθεί κατά την αναρρίχηση τους σε δέντρα. Δεδομένου ότι μια δομή μπορεί να εκτελέσει και τις δύο εργασίες, εξαλείφεται η ανάγκη να δημιουργηθούν διαφορετικοί μηχανισμοί για να επιτύχουν διαφορετικούς στόχους. Παρά την τριβή που αντιτίθεται στην κίνηση, τα φίδια, στην πραγματικότητα, παρουσιάζεται να καταναλώνουν συγκρίσιμο ποσό ενέργειας σε σχέση με άλλους οργανισμούς παρόμοιου μεγέθους, βάρους και ταχύτητας. Τα ρομπότ φίδια εισήχθησαν στις αρχές της δεκαετίας του 1970 από τον Shigeo Hirose (Hirose, 1993). Αν και οι διάφοροι σχεδιασμοί ρομποτικών φιδιών ακολουθούν το κοινό θέμα της μίμησης της μετακίνησης του φιδιού, μπορούν να διαφέρουν πολύ στη φυσική σύνθεση και το σκοπό. Επιπλέον, μερικά ρομπότ χρησιμοποιούν ενεργά ελεγχόμενους τροχούς, οι οποίοι αποτελούν την κινητήρια δύναμη των συστημάτων αυτών, ενώ άλλα χρησιμοποιούν παθητικούς τροχούς ή καθόλου τροχούς. Υπάρχουν σχεδιασμοί ακόμα και για αμφίβια ρομπότ τα οποία είναι ικανά να κινηθούν αβίαστα τόσο στο εδάφους όσο και στο νερό. Τα ρομπότ φίδια έχουν προταθεί για αποστολές που αφορούν τόσο θέματα εξερεύνησης καθώς και διάσωσης, όσο και για στρατιωτικούς σκοπούς αναγνώρισης και παρακολούθησης στόχων (Hirose, 2009). Υπάρχουν τέσσερις κύριοι βηματισμοί μετακίνησης φιδιών: 1) πλευρικός κυματισμός (lateral undulatory), 2) τύπου «ακορντεόν» (concertina), 3) τύπου κροταλία (crotaline or sidewinding) και 4) παλινδρομικής κίνησης προς τα εμπρός (rectilinear progression). Η πλειοψηφία των ρομπότ φιδιών χρησιμοποιεί είτε πλευρικό κυματισμό είτε παλινδρομική κίνηση προς τα εμπρός (Transeth, 2009). Οι διάφοροι σχεδιασμοί που εντοπίζονται στην βιβλιογραφία κατηγοριοποιήθηκαν ως εξής: (1) ρομπότ με παθητικούς τροχούς (robots with passive wheels), (2) ρομπότ με ενεργούς τροχούς (robots with active wheels), (3) ρομπότ με ενεργά βήματα (robots with active treads), (4) ρομπότ βασισμένα σε κυματισμό που δημιουργείται με κάθετα κύματα και (5) ρομπότ βασισμένα σε κυματισμό που χρησιμοποιεί γραμμική επέκταση. 48 / 181

49 Εμείς στην συνέχεια θα αναλύσουμε την κατηγορία των ρομποτικών συστημάτων με ή χωρίς χρήση παθητικών τροχών, λόγω της καταλληλότητας αυτού του τύπου των συστημάτων σε εφαρμογές εξερεύνησης και διάσωσης. 5.2 Ρομποτικά Συστήματα φιδιών με ή χωρίς χρήση παθητικών τροχών Η πρώτη κατηγορία ρομποτικών συστημάτων που βασίστηκαν στην φυσιολογία των φιδιών είναι τα ρομπότ με παθητικούς τροχούς και αποτελούν τα πλέον διαδεδομένα στην επιστημονική κοινότητα. Μεγάλος αριθμός πρόσφατων σχεδιασμών εκτελούν πλευρικό κυματισμό χρησιμοποιώντας τις παθητικές ρόδες για να μιμηθούν την κίνηση φιδιών. Η κίνηση πλευρικού κυματισμού, είναι γνωστή επίσης ως οφιοειδής κίνηση (serpentine motion) και θεωρείται ένας από τους γρηγορότερους και από τους πιο κοινούς τρόπους μετακίνησης των φιδιών, τόσο εκείνων που κινούνται στην στεριά όσο και των θαλάσσιων φιδιών. Η κίνηση αυτή χαρακτηρίζεται από μια σειρά σχήματος S, όπως η ημιτονοειδής καμπύλη που το σώμα σχηματίζει κατά την εκτέλεση της κίνησης. Στα περισσότερα ρομπότ, αυτή η κίνηση δημιουργείται συνήθως από τη χρησιμοποίηση της καμπύλης serpenoid, που εισήχθηκε από τον Hirose, και τη χρήση των παθητικών τροχών, που στόχο έχουν να αντισταθούν στην πλευρική μετακίνηση των τμημάτων του ρομπότ (Hirose, 1993). Αξιοσημείωτα σχέδια ρομπότ με τις παθητικές ρόδες περιλαμβάνουν το Michigan Snake 1 (MS-1), (Shan, 1993), το Variable Geometry Truss (VGT) (Chirikjian, Chirikjian, 1995), η οικογένεια ρομπότ G S Miller (www.snakerobots.com) και ένα σχέδιο που είχε εισαχθεί από τον Dalilsafaei (Dalilsafaei, 2007). Το MS-1 σχέδιο πρότεινε μια ενδιαφέρουσα παραλλαγή από τα προηγούμενα σχέδια, η οποία περιείχε ενεργές ρόδες, εμπνευσμένες από την φυσιολογία των φιδιών, στο οποίο χρησιμοποίησαν τις συνδέσεις με τα γραμμικά σωληνοειδή, με τις αιχμηρές ακίδες ακρών και τους τροχίσκους σφαιρικής άρθρωσης, με σκοπό να επιτύχουν την μπροστινή κίνηση. Το VGT αποτελείται από μια διαμήκη επανάληψη δέκα παρόμοιων μονάδων, που η καθεμία είναι εξοπλισμένη με ελεύθερα κινούμενους τροχούς και τους γραμμικούς ενεργοποιητές σε ένα βραχίονα τριών βαθμών ελευθερίας, διαμορφωμένο σε παράλληλο επίπεδο. Ο Miller ανέπτυξε μια σειρά ρομπότ-φιδιού τύπου S1-S5, στην οποία χρησιμοποίησε παθητικούς τροχούς στο κάτω μέρος για να ενισχύσει την κίνηση χρησιμοποιώντας πλευρικό οφιοειδή βηματισμό. Προκειμένου να μιμηθεί τις κινήσεις των φιδιών, οι στόχοι του σχεδίου του Miller περιλάμβαναν, επίσης, ρεαλισμό και αισθητική ως μέρος του σχεδίου του ρομπότ, κάτι που οδήγησε στο πιο εκλεπτυσμένο σχέδιο του το S5. Το σχέδιο για το ρομπότ-φίδι, που εισήχθη από τον Dalilsafaei (Dalilsafaei, 2007), χρησιμοποίησε έναν τεχνητό ενεργοποιητή μυών, ο οποίος αποτελείται από ένα κινητήρα και ένα σετ από τένοντες, προκειμένου να 49 / 181

50 ελέγξει την σχετική κίνηση μεταξύ των δομικών στοιχείων του ρομπότ. Τα δομικά στοιχεία ενώθηκαν μεταξύ τους μέσω αρθρώσεων από καουτσούκ G S Miller Robots (Miller, 2000 Miller, 2002) S3 Snake Robot Prototype Αποτελεί μια νέα σχεδίαση με βάση τη διατομή ενός πραγματικού φιδιού (Εικόνα 47). Η σπονδυλική στήλη κατά μήκος του φιδιού δημιουργείται από καθολικές αρθρώσεις (universal joints) με 2 βαθμούς ελευθερίας. Ζευγάρια από σερβοκινητήρες χρησιμοποιούνται, έτσι ώστε το φίδι να μπορεί να κινηθεί κάθετα και οριζόντια. Ο στόχος αυτής της κατασκευής ήταν να δημιουργήσει sidewinding κίνηση καθώς και οριζόντια κυματοειδή (undulatory) εξέλιξη της κίνησης. Άλλο ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του φιδιού είναι η χρήση ενός ενιαίου τροχού στο κάτω μέρος, στην μέση ακριβώς κάθε συνδέσμου, έτσι ώστε το φίδι να μπορεί να κινηθεί σαν μια «αμαξοστοιχία με πατίνια». Εικόνα 47 S3 Snake Robot Prototype ( ) S4 Snake Robot Prototype Αποτελεί ένα πειραματικό πρότυπο στο οποίο μελετήθηκε η χρήση ενός ενιαίου κινητήρα για την δημιουργία κυματισμού σε όλο το μήκος του ρομπότ - φιδιού (Εικόνα 48). Το πάνω σετ από τους καθολικούς συνδέσμους δημιουργεί περιστροφική κίνηση κάτω στο ρομπότ, η οποία επιτρέπει στα γρανάζια τύπου worm να γυρίζουν μια μανιβέλα που συνδέει το ένα τμήμα με το άλλο. Ένα δεύτερο σετ από καθολικούς συνδέσμους εκτελεί μια παρόμοια λειτουργία, ελεγχόμενη από μια συνολική πόλωση της παλινδρομικής κίνησης, για 50 / 181

51 την επίτευξη της καθοδήγησης του φιδιού. Τα σετς των καθολικών αρθρώσεων αποδείχτηκε ότι δεν ήταν ικανοποιητικές αρθρώσεις και επίσης η συνολική ροπή που απαιτήθηκε προκάλεσε την αποκόλληση των καθολικών αρθρώσεων από τους άξονες τους. Το ρομπότ δεν κατάφερε να κινηθεί παρά μόνο λίγα βήματα. Εικόνα 48 S4 Snake Robot Prototype ( ) S5 Snake Robot Prototype Αποτελεί μια βελτιωμένη έκδοση του S3. Τα τμήματα δημιουργήθηκαν με τη χρήση μιας φρέζας ψηφιακά ελεγχόμενης, η οποία είχε ως αποτέλεσμα την κατασκευή τμημάτων με μεγαλύτερη ακρίβεια και μικρότερη διατομή (Εικόνα 49). Σχεδόν διπλασιάστηκε ο αριθμός των τμημάτων με αποτέλεσμα η αναλογία του μήκους σε σχέση με το πλάτος να μοιάζει περισσότερο σε ένα πραγματικό φίδι. Όμως, λόγω του ότι το μήκος του φιδιού έχει αυξηθεί αρκετά, παρουσιάζονται μεγαλύτερες απαιτήσεις για την σωστή καλωδίωση και ικανότητα ελέγχου του φιδιού (Εικόνα 50). Εικόνα 49 S5 Snake Robot Prototype ( ) 51 / 181

52 Εικόνα 50 Σχέδιο Snake του Robot Prototype S7 Snake Robot Prototype ( ) Είναι ένα πειραματικό πρότυπο που είναι υπό ανάπτυξη (Εικόνα 51). Αποφεύχθηκε η χρήση τροχών για να επιτευχτεί η μετακίνηση με την χρήση πιο προχωρημένου σχεδίου των τμημάτων. Η συγκεκριμένη κατασκευή είναι πιο εξελιγμένη ηλεκτρονικά σε σχέση με τα προηγούμενα ρομπότ. Επίσης, είναι εξοπλισμένο με ποικιλία από αισθητήρες και επιτρέπει αμφίδρομη δρομολόγηση πακέτων Michigan Snake 1 (MS 1) Εικόνα 51 S7 Snake Robot Prototype Σε αυτή την σχεδίαση το μηχανικό φίδι αποτελείται από τμήματα συνδέσμους. Τα επιμέρους τμήματα ενώνονται με ενεργές αρθρώσεις οι οποίες επιτρέπουν κίνηση σε οριζόντιο επίπεδο. Για την επίτευξη καλύτερης ικανότητας ελέγχου της στάσης του σώματος, η κατασκευή σχεδιάστηκε έτσι ώστε η κάθε άρθρωση να ελέγχεται απευθείας από DC κινητήρα. Ο κάθε κινητήρας χρησιμοποιήθηκε για τον έλεγχο της γωνίας μεταξύ των συνδέσμων. Ένας αισθητήρας θέσης χρησιμοποιήθηκε για έλεγχο ανατροφοδότησης της γωνίας της άρθρωσης (Shan, 1993). 52 / 181

53 Η πρόκληση ήταν να επιτευχθεί κίνηση του ρομπότ φιδιού όταν ο κάθε σύνδεσμος μπορεί μόνο να κινηθεί πλευρικά. Αυτό επιτεύχθηκε με την ενσωμάτωση προγραμματιζόμενου σημείου επαφής με το έδαφος. Είναι σημαντικό ότι αυτό το σημείο επαφής παρέχεται μηχανικά έτσι ώστε το ρομπότ φίδι να μπορεί να δημιουργεί δύναμη ώθησης όταν αυτό χρειάζεται. Σε αυτή την κατασκευή, χρησιμοποιήθηκε γραμμικό σωληνοειδές με αιχμηρές ακίδες στην άκρη για να παρέχει ένα κοινό σημείο επαφής με το έδαφος καθώς και την μεγάλη δύναμη επαφής. Όταν το σωληνοειδές ενεργοποιείται (οι ακίδες εισέρχονται μέσα στο έδαφος), έτσι ώστε να μπορεί να παραχθεί σχετικά μεγάλη δύναμη επαφής στα άκρα των ακίδων. Κάθε σύνδεσμος συνδέεται με το έδαφος είτε απευθείας με την επιφάνεια σύνδεσης είτε μέσω δύο σφαιρικών τροχών, τα οποία ιδανικά έχουν μικρότερη δύναμη τριβής σε σχέση με την επιφάνεια σύνδεσης. Ένας πρόσθετος τύπος άρθρωσης (hinge-type joint), ανάμεσα σε κάθε σύνδεσμο, επιτρέπει στο ρομπότ - φίδι να αντισταθμίσει αιχμηρές ανωμαλίες στην επιφάνεια του εδάφους. Όλοι οι σύνδεσμοι έχουν σχεδιαστεί με τον ίδιο τρόπο εκτός από τον το κεφάλι και την ουρά. Το κεφάλι έχει δύο σωληνοειδή. Το MS 1 (Εικόνα 52) αποτελείται από 7 συνδέσμους, 6 ελεγχόμενες αρθρώσεις, 6 hinge joints 8 σωληνοειδή και 2 ρόδες σε κάθε σύνδεσμο, τα οποία δημιουργούν την τριβή μεταξύ του εδάφους και του φιδιού. Το MS 2 δεν περιέχει τις ρόδες και το φίδι έρχεται σε άμεση επαφή με το έδαφος μέσω των συνδέσμων. Εικόνα 52 Michigan Snake 1 (MS 1) Όταν το σωληνοειδές σε έναν σύνδεσμο ενεργοποιηθεί, δημιουργείται μεγάλη δύναμη στον συγκεκριμένο σύνδεσμο σε σχέση με τους άλλους συνδέσμους, οι οποίοι στηρίζονται μόνο στις ρόδες ή απευθείας στο έδαφος. Οι κινητήρες του σώματος ελέγχουν τις γωνίες των αρθρώσεων, και οι δυνάμεις αντίδρασης στο σωληνοειδές ποικίλουν σε μέγεθος 53 / 181

54 και κατεύθυνση ώστε να διατηρηθεί σταθερή η θέση του συνδέσμου. Οι ελεγχόμενες δυνάμεις από την άκρη των ακίδων του σωληνοειδούς είναι οι κινητήριες δυνάμεις που κινούν το ρομπότ μπροστά. Το φίδι έχει χαμηλότερη απόδοση κίνησης σε σχέση με τα φίδια με ενεργούς τροχούς, για αυτό μπορούν να προστεθούν ρόδες για κίνηση σε περιβάλλοντα που είναι σχετικά «ομαλά» και δεν υπάρχουν εμπόδια στην διαδρομή. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείξανε ότι η συγκεκριμένη σχεδίαση έχει αρκετά πλεονεκτήματα. Είναι δυνατόν να στρίψει το φίδι προς οποιαδήποτε κατεύθυνση με ευκολία και η διαμόρφωση του σώματος μπορεί να ελεγχθεί ακόμα και όταν το φίδι συναντήσει εμπόδια. Μια από τις μοναδικές ιδιότητες του ρομπότ - φιδιού είναι ότι ο κάθε σύνδεσμος έχει έναν διαφορετικό αριθμό βαθμών ελευθερίας σε διαφορετικά στάδια κίνησης, το οποίο εμπλουτίζει την κινητικότητα του ρομπότ, επιτρέποντας σε αυτό να κινηθεί σε «άτακτα» περιβάλλοντα ακόμα και όταν συναντήσει εμπόδια Variable Geometry Truss (VGT) Η τελική κατασκευή είναι μια VGT (Chirikjian, 1995) κατασκευή 30 βαθμών ελευθερίας αποτελούμενη από 10 πανομοιότυπες μονάδες τριών βαθμών ελευθερίας. Η κάθε μονάδα αποτελείται από 3 πρισματικές αρθρώσεις. Οι πρισματικές αρθρώσεις ενεργοποιούνται με DC σερβοκινητήρες που οδηγούν την κίνηση των βιδών. Οι ενεργοποιητές μπορούν να ποικίλουν από ένα ελάχιστο μέγεθος των 30 εκατοστών μέχρι ένα μέγιστο των 45 εκατοστών, μπορούν να δημιουργήσουν μια δύναμη 333N κατά την κίνηση και μπορούν να αντέξουν 1000N στατικά. Κάθε ενεργοποιητής έχει εξοπλιστεί με ένα γραμμικό ποτενσιόμετρο για την μέτρηση της απόλυτης μετακίνησης. Για τους ενεργοποιητές, πνευματικά και υδραυλικά σχήματα δεν είναι κατάλληλα για το locomotion τέτοιων διατάξεων, λόγω της δυσκολίας να μεταφέρουν αντλίες, ρυθμιστές και άλλα απαραίτητα στοιχεία σε ένα αυτοκινούμενο πακέτο. Από την άλλη μπορούν να χρησιμοποιηθούν ενεργοποιητές όπως οι τένοντες καθώς και τα Μορφομνήμονα Μεταλλικά Κράματα - SMA (Shape Memory Alloys). Διατάξεις βασισμένες σε τένοντες μπορεί να είναι πολύ ελαφροί αλλά ενεργοί τένοντες βασισμένοι σε SMA είναι γενικά αργοί στην απόκριση. Η Εικόνα 53 δείχνει την επίτευξη κίνησης αυτών των ρομπότ - φιδιών. Ειδικότερα, επιτυγχάνει μια inchworm (κίνηση σκουληκιού). Σε αυτό το σενάριο, η διάταξη εξοπλίστηκε με τροχούς μόνο για να επιτευχθεί κίνηση σε μια κατεύθυνση. 54 / 181

55 Εικόνα 53 Variable Geometry Truss (VGT) Hirose Lab Snake Robots (Hirose, 2009) Active cord Mechanism 3 (ACM III) Το ACM ΙΙΙ (Εικόνα 54) ρομποτικό όχημα, αποτελείται από 20 συνδέσμους και είναι ικανό να εκτελεί κινήσεις στις δύο διαστάσεις (Hirose 2003). Προκειμένου να μιμηθεί τη λειτουργία του μοτίβου της κίνησης που εκτελεί το φίδι, τοποθετήθηκαν μικρές ρόδες στους τροχίσκους στο κατώτατο σημείο της κάθε σύνδεσης, με κατεύθυνση εφαπτομενική του μήκους του ρομπότ. Αυτό οδήγησε σε ένα πολύ χαμηλό συντελεστή ισχύος στην εφαπτομενική ή μπροστινή κατεύθυνση, καθώς και σε ένα υψηλό συντελεστή στην πλευρική κατεύθυνση. Οι σύνδεσμοι συνδέθηκαν χρησιμοποιώντας τις ενεργές αρθρώσεις που επιτρέπουν την περιστροφή της μίας σε σχέση με την άλλη και η μετακίνηση ολοκληρώθηκε με τη διάδοση ενός κύματος υπό μορφή καμπύλης serpenoid σε όλο το ρομπότ. Αυτό σημαίνει ότι η μετακίνηση πραγματοποιείται μόνο μέσω της αλλαγής σχήματος, όπως σε ένα πραγματικό φίδι. 55 / 181

56 Εικόνα 54 Active cord Mechanism 3 (ACM III) Το ρομπότ ACM III, έχει μήκος 2000 mm και ζύγισε 28 kg. Κάθε σύνδεσμος έχει 162mm ύψος, 102 mm μήκος και 144 mm πλάτος. Κάθε άρθρωση ενεργοποιείται με την χρήση ενός σερβοκινητήρα 10W DC και ενός ποτενσιόμετρου. Στο ACM ΙΙΙ χρησιμοποιούνται τερματικοί οριακοί διακόπτες σαν αισθητήρες με στόχο την αποφυγή των εμποδίων (bumbers) ή την πρόσκρουση του φιδιού σε τοιχώματα. Το ACM ΙΙΙ έχει την δυνατότητα να κινείται με μπροστινή ταχύτητα 400 mm/sec. Ρομποτικό όχημα τεχνολογίας ACM-R3 To ρομποτικό όχημα ACM III, το διαδέχτηκε το μοντέλο ACM-R3 (Εικόνα 55). Οι προφανέστερες διαφορές στο ACM-R3 (Mori, 2001) έναντι των προηγούμενων σχεδίων εντοπίζονται στο ότι είναι ικανό να εκτελεί κινήσεις στις τρεις διαστάσεις και έχει μεγάλες ρόδες σε όλες τις πλευρές του σώματος. Αυτές οι μεγάλες παθητικές ρόδες έχουν διάμετρο 110 mm και προσφέρουν μια πρόσθετη λειτουργικότητα στο σύστημα, καθώς έχουν τη δυνατότητα να κυλήσουν όταν έρχονται σε επαφή με τα εμπόδια. Οι ενώσεις σχεδιάστηκαν για να περιέχουν όλα τα στοιχεία μέσα σε ένα κέλυφος που έχει ορθογώνιους άξονες περιστροφής σε κάθε άκρο. Εκτός από την οφιοειδή κίνηση, το ρομπότ θα μπορούσε επίσης να ανυψώσει το σώμα του ώστε να κινηθεί πάνω από τα εμπόδια. Εικόνα 55 Ρομποτικό όχημα τεχνολογίας ACM-R3 56 / 181

57 Εικόνα 56 Σχέδιο του ρομπότ ACM-R3 Το συγκεκριμένο μοντέλο έχει ενσωματωμένες τις μπαταρίες στις αρθρώσεις με αποτέλεσμα να μην χρειάζεται τροφοδοσία του φιδιού με καλώδια (Εικόνα 56). Το ACM-R3 είχε ως σκοπό να είναι λειτουργικότερο σε μια πραγματική εφαρμογή αναζήτησης και διάσωσης. Το ACM-R3, όπως προαναφέρθηκε, έχει πλάτος και ύψος 110 mm, λόγω των παθητικών τροχών διαμέτρου 110 mm, συνολικό μήκος 1755 mm και βάρος 12.1 kg, ενώ η μέγιστη γωνία στρέψης των αρθρώσεων είναι σε κάθε κατεύθυνση (χωρίς ρόδες είναι 91 0 ). Μια βασική απαίτηση στην ανάπτυξη αυτού του σχεδίου ήταν το ρομπότ να είναι σε θέση να ανυψώσει το βάρος του. Κάθε μονάδα του ρομπότ περιέχει την μπαταρία και τον ελεγκτή της, με αποτέλεσμα το σχέδιο του ρομπότ να είναι πλήρως σπονδυλωτό (modular). Επιπλέον, το σχέδιο απαιτούσε έναν πρόσθετο βαθμό ελευθερίας έτσι ώστε το ρομπότ να δύναται να ελιχθεί πάνω από τα εμπόδια. Το σχέδιο, εντούτοις, απαιτούσε μια ακόμα επίπεδη επιφάνεια προκειμένου να επιτρέπει στους τροχούς να κυλήσουν και να κινηθούν ((Mori, 2002)). Ρομποτικό όχημα τεχνολογίας ACM-R5 Το ACM-R5 (http://www-robot.mes.titech.ac.jp/robot/snake.html), είναι ένα αμφίβιο σχέδιο αυτόνομου ρομποτικού οχήματος. Η άρθρωση μεταξύ κάθε τμήματος ή ενότητας του ρομπότ αποτελείται από μια καθολική άρθρωση και τους φυσητήρες. Η καθολική άρθρωση ενεργεί ως σκελετός του φιδιού και οι φυσητήρες χρησιμοποιούνται ως περίβλημα. Η καθολική άρθρωση έχει μια παθητική άρθρωση στρέψης στο σημείο τομής δύο αξόνων κάμψης, προκειμένου να προληφθεί μηχανική αλληλεπίδραση με τους φυσητήρες. Το ρομπότ αποτελείται από 9 τμήματα με αρθρώσεις δύο βαθμών ελευθερίας, μεταξύ των εκάστοτε τμημάτων. Λόγω της ενσωμάτωσης πτερυγίων και παθητικών τροχών γύρω από το κάθε τμήμα, το ρομπότ δύναται να επιτύχει κίνηση και στο έδαφος και στο νερό. Το ACM-R5 (Hirose, 2009) έχει μήκος 1750 mm και 80 mm διάμετρο, ενώ το συνολικό βάρος του ρομπότ είναι 7.5 kg. Το ACM-R5 ενσωματώνει ένα προηγμένο σύστημα 57 / 181

58 ελέγχου, στο οποίο κάθε μονάδα έχει έναν μικροεπεξεργαστή, μια μπαταρία και κινητήρες έτσι ώστε να μπορούν να λειτουργήσουν ανεξάρτητα. Κάθε μονάδα έχει την δυνατότητα να αναγνωρίζει αυτόματα τον αριθμό της, καθώς και το πόσες μονάδες συμμετέχουν στη δομή του ρομπότ μέσω της επικοινωνίας μεταξύ των ενοτήτων. Χρησιμοποιώντας αυτό το σύστημα, ένας χειριστής θα μπορούσε εύκολα να αφαιρέσει, να προσθέσει και να ανταλλάξει τις μονάδες, χωρίς σημαντική τροποποίηση στο ρομπότ (Εικόνα 57). Εικόνα 57 Άρθρωση του ACM-R5 Pneumatically-Driven Active Cord Mechanism "Slim Slime" Το Slim Slime (Εικόνα 58) ρομπότ αποτελείται από σειριακά συνδεδεμένες μονάδες που οδηγούνται από πνευματικούς ενεργοποιητές. Το συγκεκριμένο ρομποτικό σύστημα δημιουργήθηκε έτσι ώστε να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές που είναι επικίνδυνες για τους ανθρώπους όπως: μέσα σε σωλήνες σε χημικές και πυρηνικές εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας, για τη διάσωση θυμάτων σε σπίτια που έχουν καταρρεύσει, ανίχνευση ναρκών κ.ο.κ.(ohno, 2000). Το Slime Robot (SR) είναι ένα ρομπότ οδηγούμενο με πνευματικά, ρυθμισμένο να έχει πολλούς βαθμούς ελευθερίας χωρίς τη χρήση πολλών αγωγών. Ο κάθε σύνδεσμος του ρομποτικού συστήματος έχει ένα κεντρικό σωλήνα και τρεις ευέλικτους πνευματικούς ενεργοποιητές. Ο πεπιεσμένος αέρας παρέχεται σε κάθε φυσητήρα από τον κεντρικό σωλήνα μέσω μιας βαλβίδας εισόδου ενσωματωμένης στους φυσητήρες. Βαλβίδες εισόδου και εξόδου, που είναι ενσωματωμένες στους φυσητήρες κάνουν αυτούς να τεντωθούν, να 58 / 181

59 συρρικνωθούν και να «κλειδώσουν» σε συγκεκριμένο μήκος, έτσι ο κάθε σύνδεσμος μπορεί να τεντωθεί και να λυγίσει σε κάθε κατεύθυνση ενεργά. Αποτελείται από 6 ενότητες, έχει συνολικό μήκος από 1120mm μέχρι 730mm, συνολική μάζα 12kg και μέγιστη ταχύτητα περίπου 60mm/sec. Εικόνα 58 Active Cord Mechanism "Slim Slime" Το SR module (Εικόνα 59) είναι ένα pneumatic module με τρεις βαθμούς ελευθερίας και έχει ενσωματωμένους μέσα στον κάθε σύνδεσμο πνευματικούς ενεργοποιητές, βαλβίδες, αισθητήρες μετατόπισης, ελατήρια (για να συρρικνωθεί η φυσούνα), ποτενσιόμετρο (για την μέτρηση του μήκους των φυσητήρων) και έναν επεξεργαστή. Το SR module έχει τρεις φυσητήρες που είναι διατεταγμένοι εξίσου γύρω από μια περιφέρεια σε γωνία σε σχέση με τον άξονα του SR module και τοποθετημένοι μεταξύ των δίσκων. Οι on-off σωληνοειδείς βαλβίδες (DVS Dual Valve Servo) για την είσοδο και την έξοδο έχουν εγκατασταθεί σε κάθε άκρο των φυσητήρων, αντίστοιχα. Το SR module μπορεί να εκτελέσει τριών βαθμών ελευθερίας κινήσεις με τον έλεγχο της εισαγωγής στον κάθε φυσητήρα: τέντωμα (stretch), κλίση (pitch) και περιστροφή (yaw). Το μέγιστο μήκος της μονάδας είναι 177,6 mm και το ελάχιστο 114mm. Η μέγιστη γωνία κάμψης είναι 30 degrees όταν η ελάχιστη ακτίνα καμπυλότητας είναι 235mm (Ohno, 2001). Η SR ενότητα αποτελείται από τα εξής μηχανικά μέρη: 1. Μηχανισμός διανομής πεπιεσμένου αέρα για να αποθηκεύει αέρα στους αγωγούς και στους σωλήνες. 2. Σύστημα οδηγούμενο από πνευματικά για να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια από ένα ζευγάρι σωληνοειδείς βαλβίδες. 3. Σύστημα μετάδοσης κίνησης στους φυσητήρες, με πρόληψη λυγισμού. 4. Μηχανισμό κελύφους με όριο μετατόπισης. 5. Οπτικό αισθητήρα για τη μέτρηση της μετατόπισης και δημιουργία δύναμης συστολής. 6. Εγκατάσταση των ενοτήτων του συστήματος. 59 / 181

60 Εικόνα 59 Module of Slim Slime robot Active Cord Mechanism Slime model 1 ACM-S1 Στόχος της έρευνας αυτής ήταν να αναπτυχθεί ένα απολύτως αδιάβροχο και dirtproofed ρομποτικό σύστημα. Πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι τα πτερύγια του ACM-R5 είναι αποτελεσματικά στην κίνηση μέσα στον νερό, όμως οι παθητικοί τροχοί που έχουν ενσωματωθεί δεν είναι κατάλληλοι για κίνηση σε ανώμαλο έδαφος (σκόνη, άμμο), προβλήματα τα οποία πρέπει να επιλυθούν έτσι ώστε τα ρομποτικά συστήματα να μπορούν να κινηθούν σε ανώμαλα εδάφη. Το ACM-S1 (Εικόνα 60) έχει σχεδιαστεί να αποτελείται από μια σειρά από ενότητες με ρυθμισμένο το μήκος και την θέση τους, τα οποία έχουν τα εξής χαρακτηριστικά (Sugita, 2008): 1. Bending/expansion shock absorbent μονάδα άρθρωσης που διαθέτει τρεις ευέλικτες ράβδους. Οι συμβατικές αρθρώσεις των ρομποτικών φιδιών μόνο λυγίζουνστρέφονται (bend). 2. Πλήρη στεγανοποίηση με χρήση ενός στεγανού δακτυλίου (O-ring) 3. Ανεξαρτησία κίνησης των αρθρώσεων, οι οποίες διαθέτουν τον δικό τους ελεγκτή, τις μπαταρίες και τους κινητήρες. 60 / 181

61 Εικόνα 60 Active Cord Mechanism Slime model 1 ACM-S1 Η άρθρωση (Εικόνα 61) χρησιμοποιεί τρεις ευέλικτες από πολυουρεθάνη πλαστικές ράβδους, η καθεμία στερεωμένη στην μια άκρη, ενώ από την άλλη ωθούνται και έλκονται (push and pull) από έναν κοχλία χειρισμού του ολισθητήρα (slide screw) με στόχο, να επιτευχθεί η κίνηση στις τρεις διαστάσεις. Κάθε άρθρωση διαθέτει ένα 3-axis motor driver. Η τροχαλία που συνδέεται με τον κινητήρα μεταδίδει δύναμη στον κοχλία χειρισμού του ολισθητήρα έτσι ώστε οι ευέλικτοι ράβδοι να λυγίζουν και να επεκτείνονται. Ο κοχλίας χειρισμού του ολισθητήρα και η μπαταρία έχουν τοποθετηθεί μεταξύ δυο κυκλικών πλακών εντός ενός κυκλικού κυλίνδρου με πάχος 1mm. Ο κινητήρας, το slide screw, ο τερματικός διακόπτης και ο αδιάβροχος δακτύλιος της άρθρωσης τοποθετήθηκαν στο κάτω σημείο της κυκλικής πλάκας. Εικόνα 61 Η άρθρωση του ACM-S1 61 / 181

62 Χρησιμοποιήθηκαν δυο πτερύγια για την πειραματική επαλήθευση του Elastic Board Fin (Ελαστική κατασκευή που αποτρέπει την ολίσθηση και περιστροφή του ρομπότ) ως αντιολισθητικά πτερύγια (compressive wave). Επίσης, χρησιμοποιήθηκε One-Way Clutch Roller (Συμπαγής μονόδρομος συμπλέκτης για κίνηση του ρομπότ προς τα εμπρός με χαμηλή αντίσταση) ως πτερύγιο με διαφορετική τριβή στην κατεύθυνση της κίνησης (movement using robot retractility). Κάθε σύνδεσμος περιέχει ένα εξαιρετικά συμπαγές 3 axis motor driver με ένα μικρουπολογιστή που συνδέεται με τις άλλες αρθρώσεις με ένα Controller Area Network (CAN). Το ρομπότ ελέγχεται από ένα αναλογικό χειριστήριο που στέλνει εντολές ελέγχου μέσα από μια οπτική ίνα σε έναν οπτοηλεκτρονικό μετατροπέα, ο οποίος μετατρέπει τα φωτεινά σήματα σε CAN σήματα και μεταδίδει όλα τα δεδομένα στους μικρουπολογιστές. Εικόνες από την κάμερα (με ενσωματωμένο οπτικό ζούμ, φλας και μικρόφωνο) που έχει τοποθετηθεί στην κεφαλή στέλνονται μέσα οπτικής ίνας σε μια οθόνη (Εικόνα 62). Ο κινητήρας που έχει χρησιμοποιηθεί σε αυτό το ρομπότ έχει γρανάζι λόγου μείωσης 17:1. Εικόνα 62 Ενσωματωμένη Κάμερα στο Κεφάλι του ρομπότ ACM-S1 Semi Autonomous Snake Robot (2009) active wheel mechanism Η βασική σχεδίαση του ρομποτικού συστήματος απεικονίζεται στην Εικόνα 63. Σε κάθε σύνδεσμο έχει προσαρτηθεί ένας αισθητήρας και ένας μηχανισμός ελέγχου της άρθρωσης (Εικόνα 64). Αυτή η άρθρωση δύο βαθμών ελευθερίας ελέγχεται από 2 σερβοκινητήρες οι οποίοι κινούν την άρθρωση γύρω από τον άξονα pitch καθώς κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση και γύρω από τον άξονα yaw καθώς κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Οι μέγιστες ροπές σε κάθε κατεύθυνση είναι οι συνδυαστικές ροπές των 2 σερνοκινητήρων (Taal, 2009). 62 / 181

63 Εικόνα 63 Semi Autonomous Snake Robot (2009) active wheel mechanism Snake Robots: Amphibot I and II Εικόνα 64 Μηχανισμός άρθρωσης Ρομποτικό όχημα τεχνολογίας AmphiBot I Το AmphiBot Ι (Crespi, 2005) είναι ένα σπονδυλωτό αμφίβιο εμπνευσμένο από τα φίδια ρομποτικό σύστημα, το οποίο κατασκευάστηκε από πολλαπλά παρόμοια τμήματα γνωστά ως στοιχεία (Εικόνα 65). Κάθε ένα από τα στοιχεία του ρομπότ έχει ένα βαθμό ελευθερίας και κάθε στοιχείο του έχει πακτωθεί έτσι ώστε όλοι οι άξονες περιστροφής να ευθυγραμμιστούν. Το ρομπότ σχεδιάστηκε για καταμερισμένη ενεργοποίηση, δύναμη και έλεγχο, ενώ κάθε στοιχείο έχει δικό του DC κινητήρα, μπαταρία και μικροελεγκτή. Για την ευρύτερη κίνηση σε μια έκταση, το ρομπότ θα μπορούσε να εξοπλιστεί με αποσπώμενα τμήματα παθητικών ροδών. Επιπλέον για να υποστηρίξει τον αμφίβιο ρόλο του, κάθε μεμονωμένο στοιχείο έγινε αδιάβροχο. Αυτή η προσέγγιση κρίθηκε προτιμητέα δεδομένου ότι εξασφαλίζει ότι μια πιθανή διαρροή θα έβλαπτε μόνο ένα μεμονωμένο στοιχείο. Επιπλέον, το κέντρο μάζας κάθε στοιχείου τοποθετήθηκε εσκεμμένα κάτω από το γεωμετρικό κέντρο, προκειμένου να ληφθεί ένας κάθετος προσανατολισμός ο οποίος το αυτό-σταθεροποιεί στο νερό. 63 / 181

64 Εικόνα 65 Amphibot I Κάθε στοιχείο του AmphiBot Ι έχει ένα μήκος 70 mm και μια διατομή 55 mm επί 33 mm (Εικόνα 66). Το ρομπότ είχε ένα συνολικό μήκος περίπου 490 mm. Κάθε στοιχείο έχει τη δυνατότητα μετακίνησης χρησιμοποιώντας έναν 0.75W DC κινητήρα, με μια μέγιστη ροπή 1,2 Nm, ενώ ο εξωτερικός άξονας των ταχυτήτων συνδέεται με το ποτενσιόμετρο με το επόμενο στοιχείο. Κατά την διάρκεια των δοκιμών του ρομπότ, επιτεύχθηκε μια μέγιστη ταχύτητα κίνησης 35 mm/sec. Εικόνα 66 Σχέδιο συνδέσμου του Amphibot I Ρομποτικό όχημα τεχνολογίας AmphiBot II Το AmphiBot ΙΙ (Εικόνα 67) ήταν η νεότερη έκδοση του AmphiBot Ι και σχεδιάστηκε εκ νέου με βάση τις δοκιμές που έγιναν στο πρώτο πρότυπο ρομπότ. Η κατασκευή ήταν απλουστευμένη και επέτρεπε τη συναρμολόγηση των επιμέρους τμημάτων χωρίς να είναι απαραίτητο να είναι συγκολλημένα. Το δεύτερο ρομπότ εξοπλίστηκε, επίσης, με ισχυρότερους κινητήρες. Όπως και στην περίπτωση του AmphiBot Ι, το καινούριο ρομπότ περιλαμβάνει 7 ενεργά στοιχεία, εντούτοις, ένα ρομπότ με 127 στοιχεία θεωρητικά μπορεί να «χτιστεί» προσθέτοντας επιπλέον στοιχεία στην αλυσίδα. Το ρομπότ, ήταν σχεδιασμένο επίσης, ώστε να έχει ασύρματη επικοινωνία μέσω ενός εσωτερικού πομποδέκτη, ενώ μπορούσε να λειτουργήσει και ως αμφίβιο. Ακομη, χρησιμοποιήθηκε ένας αποσπώμενος τροχός για να επιτύχει κίνηση σε επίπεδες επιφάνειες (Crespi, 2006). 64 / 181

65 Εικόνα 67 Amphibot II Κάθε στοιχείο έχει εξωτερικό μήκος 94mm και ένα τμήμα 55X37mm.Το συνολικό μήκος του ρομπότ είναι 772 mm. Η ανισοτροπική τριβή με το δάπεδο, επιτυγχάνεται με την προσθήκη ενός ζεύγους παθητικών τροχών σε κάθε στοιχείο (προσαρτημένο με ταινία διπλής όψεως). Κάθε στοιχείο αποτελείται από τρία τυπωμένα κυκλώματα (a power board, a PD motor controller and small water detector) συνδεδεμένα με ένα επίπεδο καλώδιο, ένα DC motor με ένα ολοκληρωμένο για αυξητικού τύπου encoder, ένα ζεύγος γρανάζια και μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία Li-Ion. Οι σύνδεσμοι είναι πλήρως ανεξάρτητοι ο ένας από τον άλλον, και ηλεκτρικά και μηχανικά. Μέσα στο κάθε στοιχείο έχει τοποθετηθεί ένας ανιχνευτής νερού στο κατώτερο σημείο του στοιχείου, ο οποίος χρησιμοποιείται για να ανιχνεύσει τυχόν διαρροές στο σύστημα. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, το ρομπότ ανέπτυξε στην ξηρά μέγιστη ταχύτητα μετακίνησης επιφάνειας 400 mm/sec και μια μέγιστη ταχύτητα κίνησης στο νερό 230 mm\sec Snake Robots Trondheim Lab Modular Pneumatic Snake Robot Το ρομποτικό σύστημα αποτελείται από πέντε πανομοιότυπα τμήματα με 2 βαθμούς ελευθερίας το καθένα. Ο ένας τομέας είναι ουσιαστικά μια ανεξάρτητη μονάδα που αποτελείται από έναν κοίλο κύλινδρο και μια πλάκα, που συνδέονται με μια άρθρωση 2 βαθμών ελευθερίας (Εικόνα 68). Ο κύλινδρος περιέχει τα ηλεκτρονικά για τον έλεγχο του τμήματος και η πλάκα λειτουργεί σαν μια διεπαφή σύνδεσης με τον επόμενο σύνδεσμο. Οι άξονες περιστροφής της 2D άρθρωσης σε κάθε σύνδεσμο είναι ορθογώνιοι μεταξύ τους και τέμνονται στο κεντρικό σημείο μεταξύ του κυλίνδρου και της πλάκας. 65 / 181

66 Εικόνα 68 Modular Pneumatic Snake Robot (Trondheim 2005) Να σημειωθεί ότι έχει προστεθεί ένας επιπλέον κύλινδρος στο μπροστινό μέρος του φιδιού επιπλέον από τους πέντε συνδέσμους. Αυτός ο κύλινδρος αντιπροσωπεύει το κεφάλι ή τον εγκέφαλο του φιδιού και περιέχει τα ηλεκτρονικά που είναι αποκλειστικά υπεύθυνα για τον καλύτερο έλεγχο των κινήσεων. Οι αρθρώσεις του ρομπότ ενεργοποιούνται από πεπιεσμένο αέρα (Εικόνα 69). Αυτή η προσέγγιση αποτελεί μια νέα λύση στο πρόβλημα της ενεργοποίησης των αρθρώσεων καθώς η πλειονότητα των ρομποτικών συστημάτων μέχρι τώρα χρησιμοποιεί σειριακά τοποθετημένους ηλεκτρικούς κινητήρες ως αρχή ενεργοποίησης των αρθρώσεων. Ο κύριος λόγος για την επιλογή αυτού του τύπου πνευματικών ενεργοποιητών είναι το γεγονός ότι επιτρέπουν μεγαλύτερη δύναμη ισχύ σε κάθε άρθρωση, αφού οι μικρής κλίμακας ηλεκτρικοί κινητήρες είναι περιορισμένη ως προς το ποσό της ροπής που αυτοί μπορούν να παράγουν. Εικόνα 69 Joint of Pneumatic Snake Robot Σε κάθε τμήμα τοποθετούνται τρεις ευέλικτοι θάλαμοι (flexible chambers) τοποθετημένοι γύρω από δυο βαθμών ελευθερίας αρθρώσεις. Εφαρμόζοντας πεπιεσμένο αέρα στον έναν θάλαμο αναγκάζει αυτό να εκταθεί και να κινηθεί η άρθρωση. Αυτό προϋποθέτει ότι ο ένας ή δύο από τους άλλους θαλάμους τείνουν να αποσυμπιεστούν, επιτρέποντας να πραγματοποιηθεί η κίνηση. Η συμπίεση του κάθε θαλάμου επιτυγχάνεται με μικρές σωληνοειδείς βαλβίδες που βρίσκονται στο εσωτερικό του κυλίνδρου στον κάθε σύνδεσμο. Όπως είναι ευρέως γνωστό, ένα ρομπότ-φίδι δεν έχει πακτωθεί σε κανένα σημείο του, κάτι το οποίο προσθέτει 6 βαθμούς ελευθερίας στο φίδι, επιτρέποντας σε αυτό να μετακινείται κατά μήκος των τριών αξόνων στον χώρο και, επίσης, να περιστραφεί γύρω από τον καθένα από τους άξονες αυτούς. Το δυναμικό μοντέλο του φιδιού αφορά τη σχέση 66 / 181

67 μεταξύ των ροπών και δυνάμεων που ενεργούν σε αυτό και της προκύπτουσας κίνησης του φιδιού. Οι δυνάμεις επαφής μεταξύ του ρομπότ και του εδάφους έχουν μοντελοποιηθεί ως ένα σύστημα μάζας-ελατηρίου-αποσβεστήρα (mass-spring-damper). Στην Εικόνα 70 παρουσιάζονται ο μηχανικός τομέας (σύνδεσμος) χωρίς τον θάλαμο ενεργοποίησης και οι ηλεκτρονικές πλακέτες. Κάθε πλακέτα αποτελείται από ένα μικροελεγκτή, αισθητήρες πίεσης για την μέτρηση της πίεσης στους θαλάμους, το υλικό για τον έλεγχο των βαλβίδων των θαλάμων, το υλικό για τη μέτρηση των εξωτερικών δυνάμεων και των γωνιών των αρθρώσεων (Liljebäck, 2005). Εικόνα 70 Θάλαμος ενεργοποίησης και ηλεκτρονικές πλακέτες Anna Konda SnakeFighter (NTNU 2008) Το Anna konda (Εικόνα 71), αρχικά, αναπτύχθηκε με σκοπό να δείξει ότι μπορεί να κατασκευαστεί ένα ρομπότ με υδραυλικό σύστημα κίνησης ενεργοποιητών. Μέσω αυτού του συστήματος θα έπρεπε να κάνει πραγματικές κινήσεις φιδιού. Επιπλέον, εκτός των παραπάνω σημαντικότατων χαρακτηριστικών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως «πυροσβέστης» καθώς μπορεί να εκτοξεύει νερό από το εμπρόσθιο τμήμα του και μπορεί να βοηθάει τους πυροσβέστες να κατασβέσουν δυσπρόσιτα σημεία. Θεωρείται, με μήκος 3 m και βάρος 75 kg, ως ένα από τα μεγαλύτερα και ισχυρότερα ρομπότ φίδια στον κόσμο. Αποτελείται από 20 βαθμούς ελευθερίας (11 ενότητες σκελετού) με τον καθένα να έχει γωνία κάμψης ± 33 ο, ενώ μπορεί να επιτύχει μέγιστη ροπή της τάξης των 300 Nm. Η διάμετρος του σώματός του είναι 159 mm. Για τα ενσωματωμένα ηλεκτρονικά του φιδιού χρησιμοποιήθηκαν μικροελεγκτές AVR ATmega128 οι οποίοι είναι συνδεδεμένοι επικοινωνιακά με έναν εξειδικευμένο μικροελεγκτή στο κεφάλι του φιδιού και αυτός με την σειρά του είναι συνδεδεμένος ασύρματα (Bluetooth) με ένα τερματικό χειριστή. 67 / 181

68 Εικόνα 71 Anna konda Ο σκελετός των Modules είναι κατασκευασμένος από χαλύβδινο σωλήνα (Εικόνα 72). Οι ενότητες γαλβανίστηκαν έτσι ώστε να βελτιωθούν στην εμφάνιση. Κατασκευάστηκε ένας δακτύλιος που διασυνδέει δύο ενότητες του σκελετού. Επίσης δύο περιστροφικά ποτενσιόμετρα, χρησιμοποιήθηκαν για την μέτρηση των γωνιών pitch και yaw σε κάθε άρθρωση. Εικόνα 72 Module of Anna-Konda Λεπτομερέστερα, υπάρχουν 20 υδραυλικοί κύλινδροι για κάθε σύνδεσμο ειδικά κατασκευασμένοι ώστε να είναι όσο το δυνατόν συμπαγέστεροι και να μπορούν να χειριστούν μια πίεση συστήματος μέχρι περίπου 100 bar (1450 PSI). Κάθε σύνδεσμος είναι εφοδιασμένος με δύο, ειδικά κατασκευασμένες υδραυλικές βαλβίδες έτσι ώστε να ελέγουν την πίεση στους δύο υδραυλικούς κυλίνδρους (Εικόνα 73). Εικόνα 73 Υδραυλικές Βαλβίδες του Anna Konda 68 / 181

69 Ο σκελετός του φιδιού είναι σιδερένιος και εξωτερικά έχει επενδυθεί με σιδερένιους κυλίνδρους (ως δέρμα) οι οποίοι έχουν ενσωματωμένους αισθητήρες επαφής (Force Sensing Resistor - Εικόνα 74), (Liljebäck, 2006). Εικόνα 74 Αισθητήρες Επαφής του Anna -Konda A snake robot joint mechanism with a contact force measurement system (NTNU 2009) Ο στόχος αυτής της κατασκευής είναι να φτιαχτεί ένα ρομποτικό σύστημα προκειμένου να κινηθεί σε άγνωστο και με εμπόδια περιβάλλον. Δυο προϋποθέσεις που έθεσαν οι κατασκευαστές είναι: 1. Ομαλή εξωτερική επιφάνεια κατά μήκος του φιδιού που θα του επιτρέψει να γλιστρά προς τα εμπρός, ως αποτέλεσμα των εξωτερικών δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα. Όποιες ανωμαλίες κατά μήκος του σώματος θα εμποδίζουν, ενδεχομένως, την μετακίνηση, όταν το ρομπότ γλιστρά σε ανώμαλο έδαφος. 2. Ένα σύστημα μέτρησης των δυνάμεων επαφής στο σύστημα, το οποίο δύναται να επιτρέψει στο ρομπότ να ανιχνεύσει την επαφή του με ένα σημείο-επαφής και, επίσης, τον έλεγχο της δύναμης που ασκείται σε ένα σημείο. Το άθροισμα των δυνάμεων επαφής κατά το μήκος του φιδιού είναι αυτό που ωθεί το φίδι προς τα εμπρός. Η δυνατότητα μέτρησης των δυνάμεων αυτών είναι σημαντική για τον έλεγχο της ώθησης. Σε αυτό το ρομπότ έχει φτιαχτεί ένας μηχανισμός που επιτυγχάνει να καλύψει και τις δύο προδιαγραφές που αναφέρθηκαν παραπάνω. Η ιδέα είναι να ενσωματωθεί το κάθε τμήμα μέσα σε ένα σφαιρικό κέλυφος το οποίο δίνει στην άρθρωση μια ομαλή εξωτερική επιφάνεια ανεξαρτήτως του πόσο η άρθρωση κάμπτεται (λυγίζει). Το σύστημα μέτρησης της δύναμης επαφής επιτυγχάνεται με την τοποθέτηση αισθητήρων δύναμης, κάτω από το σφαιρικό κέλυφος, το οποίο στην ιδανική περίπτωση θα δώσει τη δυνατότητα στο ρομπότ φίδι να μετρήσει όλες τις δυνάμεις στην επιφάνεια του. Το ρομπότ αποτελείται από σφαιρικές ενώσεις σειριακά. Η εξωτερική ομαλότητα του φιδιού μπορεί να αυξηθεί με την εισαγωγή ενός κοίλου κυλίνδρου ανάμεσα σε κάθε σφαιρικό τμήμα. 69 / 181

70 Όπως φαίνεται στην Εικόνα 75 ο μηχανισμός της άρθρωσης έχει 2 βαθμούς ελευθερίας και αποτελείται από 2 συνδέσεις που υποστηρίζονται από τα έδρανα σε ένα χαλύβδινο δακτύλιο. Η εξωτερική διάμετρος της σφαίρας είναι 130mm. Κάθε σύνδεσμος έχει ένα σημείο σύνδεσης στο κέντρο του που του επιτρέπει την σύνδεση της επόμενης μονάδας με δύο κοχλίες. Οι άξονες περιστροφής των δύο συνδέσμων είναι ορθογώνιοι και διασταυρώνονται μεταξύ τους. Η γωνία των κινούμενων συνδέσμων στην άρθρωση μετριέται με μαγνητικούς περιστροφικούς encoders (AS5043). Η κίνηση του κάθε συνδέσμου τροφοδοτείται από ένα Hitec servo motor (HS-5955TG) συνδέοντας τον εξωτερικό άξονα του κάθε κινητήρα σε έναν κοχλία με ατέρμονα (worm gear) με σχέση μετάδοσης 1:5.71, μέσω μιας αλυσίδας με χαλύβδινους κυλίνδρους (Εικόνα 76). Εικόνα 75 Σχέδιο του Μηχανισμού της άρθρωσης ρομποτικού συστήματος NTNU 2009 Εικόνα 76 Μηχανισμός της άρθρωσης ρομποτικού συστήματος NTNU 2009 Οι σερβοκινητήρες έχουν κατασκευαστεί έτσι ώστε να έχουν ένα περιορισμένο εύρος περιστροφής περίπου 90 μοίρες. Ωστόσο, ο μηχανισμός οδοντωτών τροχών μεταξύ των κινητήρων και των συνδέσμων απαιτούσε από τον κινητήρα να περιστραφεί εκτός τους εύρους αυτού, κι έτσι έγινε τροποποίηση του κινητήρα έτσι ώστε να κινείται συνεχώς. 70 / 181

71 Το κέλυφος αποτελείται από δύο ημισφαιρικά μέρη (εξωτερική διάμετρος 140mm, πάχος 2mm και βάρος 48g), τα οποία δεν είναι συνδεδεμένα στον μηχανισμό άρθρωσης σε οποιοδήποτε σημείο αλλά, ως ένα, βαθμό του επιτρέπουν να κινηθεί σε σχέση με την άρθρωση (Εικόνα 77). Το κέλυφος, ωστόσο ποτέ δεν θα αποκολληθεί από την άρθρωση, καθώς η άρθρωση έχει ενσωματωθεί πλήρως μέσα στο κέλυφος και τα δύο ημισφαιρικά κομμάτια έχουν βιδωθεί μαζί έξω από την άρθρωση. Η κίνηση του κέλυφους σε σχέση με την άρθρωση περιορίζεται από τις δύο συνδέσεις που διέρχονται από το περίβλημα στα σημεία σύνδεσης των δύο γειτονικών αρθρώσεων. Ο λόγος για την μη τοποθέτηση του κέλυφους στον μηχανισμό της άρθρωσης είναι να επιτραπεί η μέτρηση των δυνάμεων επαφής. Οι αισθητήρες δύναμης αποτελούν τα μόνα σημεία σύνδεσης μεταξύ του περιβλήματος και του μηχανισμού της άρθρωσης. Τα κελύφη έχουν σχισμή σε κάθε πλευρά που αντιστοιχεί στο εύρος της κίνησης των σημείων σύνδεσης των δύο γειτονικών αρθρώσεων. Το τρέχον σχέδιο θεωρεί ότι όλες οι δυνάμεις επαφής εφαρμόζονται στις πλάγιες πλευρές του συνδέσμου και όχι στο πάνω και στο κάτω μέρος του. Αυτή η υπόθεση αφορά την τοποθέτηση των αισθητήρων επαφής. Εικόνα 77 A snake robot joint mechanism with a contact force measurement system (NTNU 2009) Ο μηχανισμός άρθρωσης ελέγχεται από ειδικά σχεδιασμένο μικροελεγκτή, κύκλωμα βασισμένο στον μικροελεγκτή Atmel AT90CAN128. Στο ρομπότ - φίδι η πλακέτα διαβάζει συνεχώς τις μετρήσεις των γωνιών από τους encoders και, επίσης, τα δεδομένα από τους αισθητήρες μέτρησης των δυνάμεων επαφής. Ακόμη, η πλακέτα δημιουργεί PWM παλμούς για τον έλεγχο των δύο σερβοκινητήρων που ενεργοποιούν τις αρθρώσεις. Η πλακέτα έχει CAN bus interface για την επικοινωνία με τα επιμέρους τμήματα του ρομπότ. Το πλήρες ρομπότ έχει μια μονάδα εγκεφάλου που είναι υπεύθυνο για την αποστολή σήματος αναφοράς στις γωνίες των αρθρώσεων σε όλα τα τμήματα μέσω του CAN bus. Ο κάθε σύνδεσμος είναι 71 / 181

72 εξοπλισμένος με κύκλωμα ρύθμισης τάσης και επίσης κύκλωμα φόρτισης μπαταρίας, το οποίο επιτρέπει στις μπαταρίες, σε όλες τις συνδέσεις, να φορτιστούν ταυτόχρονα συνδέοντας στον ρομπότ μια εξωτερική παροχή ηλεκτρικού ρεύματος (Liljebäck, 2009) An Experimental Hyper Redundant Serpentine Robot (CSERP-X) Το συγκεκριμένο ρομποτικό σύστημα (Εικόνα 78) έχει αναπτυχθεί με στόχο να εφαρμοστούν διάφοροι τύποι βηματισμών, serpentine and non-serpentine. Κατασκευάστηκε ως ρομποτικό φίδι με 8 τμήματα που συνδέονται με τα γειτονικά τους με περιστροφικούς ενεργοποιητές. Τα κύρια χαρακτηριστικά του ρομπότ είναι το μικρό του βάρος, η σπονδυλωτή διαμόρφωση με χαμηλή συνολική πυκνότητα, έτσι ώστε το σύστημα να μπορεί να εκτελεί κίνηση και σε νερό. Για να μπορέσει το ρομποτικό φίδι να κινηθεί και σε οριζόντιο και σε κάθετο επίπεδο πρέπει να είναι ευέλικτο και «συμβατό» και στις δύο κατευθύνσεις. Το πειραματικό ρομποτικό σύστημα είναι ένα ρομπότ 7 βαθμών ελευθερίας ενσωματωμένο με μπαταρία, μικροελεγκτή, ασύρματη κάμερα, φως και Infra Red σύστημα ανίχνευσης εμποδίων. Εικόνα 78 CSERP-X Snake Robot Η σχεδίαση του ρομπότ είναι Modular και αποτελείται από 6 τμήματα (όμοια στο σχήμα και στο μέγεθος), μια ουρά και ένα κεφάλι (εντελώς διαφορετική σχεδίαση και μορφή). Κάθε σύνδεσμος διαθέτει ένα περιστροφικό ενεργοποιητή, μπαταρία, τα σχετικά ηλεκτρονικά κυκλώματα και harnessing. Η αρθρωτή κατασκευή διευκολύνει την αφαίρεση και την προσθήκη επιπλέον τμημάτων. Όλα τα μέρη του ρομπότ είναι από πλαστικό υλικό και η σχεδίαση έχει βελτιωθεί με στόχο την επίτευξη του ελάχιστου βάρους. Κάθε άρθρωση έχει ελευθερία περιστροφής ±90 μοίρες. Στο κεφάλι έχουν τοποθετηθεί η ασύρματη κάμερα υπερύθρων και ο IR ανιχνευτής εμποδίων. Στην ουρά έχουν τοποθετηθεί ο μικροελεγκτής και 72 / 181

73 η υποδοχή φόρτισης της μπαταρίας. Το συνολικό βάρος του ρομπότ είναι 1.26kg, το οποίο περιλαμβάνει μπαταρία, ηλεκτρονικά, καλωδιώσεις και το βάρος από τα επιμέρους τμήματα. Το ρομπότ έχει 7 ενεργές αρθρώσεις (Εικόνα 79), οι τρεις εκ των οποίων συμβάλλουν στη δημιουργία κυματοειδούς κίνησης στο οριζόντιο επίπεδο και οι άλλοι τέσσερις για κυματισμό στο κάθετο επίπεδο. Οι γειτονικοί ενεργοποιητές είναι κάθετοι μεταξύ τους. Το βήμα της άρθρωσης σε κάθε επίπεδο είναι 192mm. Radio control (RIC) digital servos χρησιμοποιήθηκαν ως περιστροφικοί ενεργοποιητές. Οι RIC servos είναι πολύ ισχυροι, συμπαγείς και αποδοτικοί και, για αυτό χρησιμοποιούνται ευρέως στα ρομποτικά συστήματα. Ο μικροελεγκτής είναι τοποθετημένος στην ουρά και τα καλώδια διατρέχουν όλο το μήκος τους φιδιού για να σταλούν να σήματα ενεργοποίησης των σερβοκινητήρων. Μια μικρή ασύρματη βιντεοκάμερα έχει τοποθετηθεί στο τμήμα του κεφαλιού παρέχοντας βίντεο και ήχο ως ανάδραση απευθείας στον σταθμό ελέγχου (Majumder, 2010) Snoopy Robot and Woodstock Εικόνα 79 Joint of CSERP-X Snake Robot Το Woodstock αποτελεί ένα πολυαρθρωτό ρομπότ μεγαλύτερων διαστάσεων από το H.Α.R.P (Snoopy) και πιο συγκεκριμένα με μήκος περίπου 1m και διάμετρο 50mm. Το βάρος της όλης κατασκευής θα φτάνει τα 1,5 kg και για την κίνηση χρησιμοποιήθηκαν κινητήρες της εταιρίας Maxon σε κάθε άρθρωση. Οι κινητήρες αυτοί φέρουν τη δυνατότητα να παράγουν δύναμη της τάξης των 308 Ν στο άκρο τους και με βάση το βάρος της κατασκευής προκύπτει ότι θα μπορούσαν να συνδεθούν μέχρι και 7 βαθμοί ελευθερίας (από όπου προκύπτει στην συνέχεια και το παραπάνω μέγιστο μήκος της κατασκευής). Για την ένωση των σωμάτων χρησιμοποιήθηκαν καθολικοί σύνδεσμοι (universal joint) με τη διαφορά, όμως, ότι οι σύνδεσμοι εδώ παρουσιάζουν μία μέγιστη γωνία 73 / 181

74 περιστροφής της τάξης των ±55 ο, με αποτέλεσμα ο βραχίονας να παρουσιάζει ένα ιδιαίτερα μεγάλο εύρος λειτουργίας (Wolf, 2003). Οι σύνδεσμοι αυτοί προτιμήθηκαν για το μικρό μέγεθος, την σταθερότητα και την δυνατότητα ύπαρξης πολλών περιστροφικών βαθμών ελευθερίας σε μικρό χώρο. Παρατηρήθηκε ότι ο σφαιρικός κοχλίας υποφέρει από υπερβολική φθορά σε κανονικές συνθήκες λειτουργίας. Η φθορά προκαλεί αυξημένη τριβή και απώλεια της αποτελεσματικότητας και αδυναμία να εφαρμοστούν ροπές που απαιτούνται για άρση του μηχανισμού σε ορισμένα σενάρια φόρτωσης. Επίσης, το σχέδιο έχει υψηλό κόστος εξαρτημάτων, υψηλό κόστος κατασκευής και πολύπλοκη συναρμολόγηση. Ενώ το Woodstock επιδιώκει να επιτύχει την καλύτερη απόδοση και αξιοπιστία με το χαμηλότερο κόστος θέτοντας ως στόχους: 1. Επίτευξη μέγιστης αναλογία ροπής προς βάρος 2. Ελάχιστη διάμετρος κέλυφους (να χωράει σε μικρές ρωγμές) 3. Ελάχιστη εφικτή ακτίνα καμπυλότητας που προκύπτει από μικρούς συνδέσμους με μέγιστη γωνία περιστροφής μεταξύ των συνδέσμων (για υψηλή ευελιξία) 4. Στιβαρή κατασκευή 5. Βελτιστοποίηση σχεδιασμού με στόχο την επίτευξη της μικρότερης σπασμωδικής κίνησης και συμμόρφωση, ενώ παράλληλα επίτευξη λογικής ταχύτητας κίνησης Το ρομποτικό σύστημα αποτελείται από δύο βαθμών ελευθερίας αρθρώσεις συνδεδεμένες σειριακά. Κάθε τμήμα περιλαμβάνει δύο geared actuator units που ενώνονται με μια καθολική άρθρωση. Η ενεργοποίηση γίνεται με την χρήση ενός σερβοκινητήρα (Hitec HSR 5995TG) ο οποίος είναι ενσωματωμένος σε ένα περίβλημα από αλουμίνιο σε σχήμα κυλίνδρου. Το περίβλημα από αλουμίνιο επίσης χρησιμοποιείται ως ψήκτρα για τον κινητήρα και τα ηλεκτρονικά (Εικόνα 80). Εικόνα 80 Σύνδεσμος και τα μηχανολογικά εξαρτήματα του Woodstock robot 74 / 181

75 Η ροπή μεταδίδεται από τον coreless DC motor μέσα από ένα 4-stage 305:1 σύστημα οδοντωτών τροχών. Ένας οδοντωτός τροχός είναι συνδεδεμένος στον εξωτερικό οδοντωτό τροχό του σερβοκινητήρα, κάτι το οποίο παρέχει επιπλέον μείωση 40:12, παράγοντας μια συνολική αναλογία 1015:1. Ο εξωτερικός οδοντωτός τροχός του κινητήρα περιστρέφεται πάνω σε ρουλεμάν με βελόνες και ένα πλήρες στοιχείο από ρουλεμάν. Το gear cross έχει τέσσερα ρουλεμάν με βελόνες (needle bearing) για κάθε άξονα, για να υποστηρίζει υψηλές δυνάμεις αντίδρασης του οδοντωτού τροχού. Το εσωτερικό ρουλεμάν με βελόνες στη διασταύρωση χρειάζεται για να περιοριστεί η κάμψη του άξονα περιστροφής που μπορεί να προκαλέσει υπερφόρτωση και πρόωρη βλάβη του ρουλεμάν. Η μέγιστη γωνία περιστροφής των αρθρώσεων είναι ±50 μοίρες (Wolf, 2005, Brown, 2007) Modular Robotics PolyBot Polybot G1 Design Η πρώτη γενιά των Polybot (Εικόνα 81) είχε ως βασική ιδέα τη δημιουργία επαναλαμβανόμενων συνδέσμων, οι οποίοι εξοπλίστηκαν με hobby RC servos. Η παροχή ενέργειας και ο μικροεπεξεργαστής ήταν εξωτερικά συνδεδεμένοι. Ο κάθε σύνδεσμος αποτελείται από δύο κατασκευαστικά μέρη από πλαστικό (ακρυλικά ή ABS). Οι ενότητες βιδώνονται με τα γειτονικά τους τμήματα με βίδες στις 4 γωνίες και επιτρέπουν κίνηση σε όλα τα επίπεδα λόγω του τετραγωνικού σχήματος της επιφάνειας σύνδεσης. Τα δύο τμήματα περιστρέφονται το ένα σε σχέση με το άλλο με την χρήση ενός hobby servo (FMA direct S355M). Τάση 6V και σήματα ελέγχου παρέχονται εξωτερικά στο ρομποτικό σύστημα σε αυτήν την έκδοση, ενώ το απαιτούμενο ρεύμα μπορεί να φτάσει έως και 500mA ανά μονάδα. Ο μικροελεγκτής -68HC11 χρησιμοποιήθηκε για την δημιουργία PWM σημάτων για τον έλεγχο των σερβοκινητήρων ενώ τα σήματα ελέγχου των γωνιών στάλθηκαν από υπολογιστή με χρήση RS232, (Yim, 2000, Yim, 2003). Εικόνα 81 Polybot G1 Design 75 / 181

76 Polybot G1v4 Design Αυτή η έκδοση πραγματοποιήθηκε με στόχο να ενσωματωθούν διάφοροι αισθητήρες και να δοκιμαστεί η λειτουργικότητα διάφορων συνδέσεων (Εικόνα 82). Επιπλέον ένα καλώδιο ενσωματώθηκε μεταξύ των συνδέσμων ως κανάλι τροφοδοσίας και επικοινωνίας. Κάθε τμήμα χρησιμοποιεί ένα πρότυπο hobby servo (FM direct coreless version). Υπάρχουν τέσσερις πανομοιότυπες συνδεδεμένες πλάκες σε κάθε σύνδεσμο με 4 αντίστοιχα electrical ports. Τάση 6V παρέχεται στην κάθε άρθρωση με μπαταρία (NiMH), ενώ οι υπολογισμοί πραγματοποιούνται πάνω στην μονάδα από ένα 8-bit μικροελεγκτή (Microchip Technologies PIC 16F877). Η επικοινωνία των μονάδων επιτυγχάνεται με χρήση είτε RS232 είτε RS485 σειριακού καναλιού. Οι εντολές ελέγχου στέλνονται είτε ενσύρματα είτε ασύρματα στον κάθε σύνδεσμο του ρομπότ (Yim, 2003). Το πρότυπο περιλαμβάνει αισθητήρες μέτρησης της γωνίας μεταξύ των συνδέσμων, αισθητήρες μέτρησης της δύναμης (FSR) και αισθητήρες θέσης (PSD). Εικόνα 82 Polybot G1v4 Design Polybot G2 Design Το σύστημα είναι self configurable (Εικόνα 83), εκτός όμως αυτού οι σύνδεσμοι είναι πολύ ισχυρότεροι και δύναται να εκτελούν απαιτητικούς υπολογισμούς (μεγαλύτερη υπολογιστική ισχύ). Η κάθε ενότητα έχει διάστηκα 11x7x6 cm ενώ εξωτερικά τοποθετήθηκε ένας DC κινητήρας (brushless). Ο MicroMo gear motor, αν και βαρύς, είναι αρκετά ισχυρός παρέχοντας ροπή 5.6Nm στα 60rpm και η δομή έχει εύρος κίνησης ±90 μοίρες. Κάθε ενότητα περιλαμβάνει έναν Motorola PowerPC 555 με ενσωματωμένο επεξεργαστή 1Mb εξωτερικής μνήμης RAM ενώ η επικοινωνία επιτυγχάνεται με χρήση ενός CANbus (Yim, 2000, Yim, 2003). 76 / 181

77 Εικόνα 83 Polybot G2 Design Polybot G3 Design Οι διαστάσεις της κάθε μονάδας είναι 50x50x45 mm και έχει βάρος μόλις 70g (Εικόνα 84). Στην κάθε ενότητα είναι ενσωματωμένος ένας τροποποιημένος Maxon κινητήρας (32 mm diameter brushless pancake motor) με 3.75:1 γρανάζι φάσης μεταξύ του κινητήρα και του επιπλέον 8 100:1 αρμονικού μειωτήρα. Η μονάδα απαιτεί ροπή 1Nm και έχει ένα εύρος κίνησης ±90 μοίρες. Επιπλέον, μια ενεργοποιημένη κυλινδρική οδοντωτή ράβδος προσφέρει 10-15Nm της πέδησης σε οποιαδήποτε κατεύθυνση. Κάθε ενότητα περιλαμβάνει έναν Motorola PowerPC 555 με ενσωματωμένο επεξεργαστή 1Mb εξωτερικής μνήμης RAM ενώ η επικοινωνία επιτυγχάνεται με χρήση ενός CANbus. Το κάθε τμήμα έχει ενσωματωμένους αισθητήρες: έναν αισθητήρα θέσης της άρθρωσης, ένα ποτενσιόμετρο για την μέτρηση της γωνίας, τέσσερα επιταχυνσιόμετρα για την μέτρηση του προσανατολισμού σε σχέση με την βαρύτητα και potentially contact bumps, ακίδες επαφής διόδου και χαμηλής ακρίβειας αισθητήρες μέτρησης δύναμης (Yim, 2003). Εικόνα 84 Polybot G3 Design 77 / 181

78 Modular Robot - Uncle Sam Αρχικά, το σπονδυλωτό ρομπότ αποτελείται από laser-cut πλαστικές ενότητες με παράλληλες αρθρώσεις στους άξονες (Εικόνα 85), με αποτέλεσμα τον περιορισμό της κίνησης μόνο σε δύο διαστάσεις, ενώ είναι σε θέση να ανεβαίνει σε κανάλια που απαρτίζονται από παράλληλους τοίχους. Για να ξεπεραστεί η παραπάνω αδυναμία σχεδιάστηκε εκ νέου ένα ρομπότ έτσι ώστε ο άξονας περιστροφής της κάθε ενότητας να περιστρέφεται 90 μοίρες από την προηγούμενη της. Το φίδι πια είναι σε θέση να κινηθεί και στις τρεις διαστάσεις και να εκτελεί περίπλοκες κινήσεις. Στην επόμενη φάση κατασκευάστηκε ρομπότ από αλουμίνιο και χρησιμοποιήθηκαν σερβοκινητήρες με υψηλότερη ροπή. Φτιάχτηκαν ενότητες από bent CNC milled sheet metal και προστέθηκε κύκλωμα για επικοινωνία (RS485). Σε αυτήν την κατασκευή οι ενότητες είναι από συμπαγές αλουμίνιο και αντικαταστάθηκαν όλα τα ηλεκτρονικά των σερβοκινητήρων. Πρωταρχικό στοιχείο κάθε ρομπότ είναι ο σύνδεσμος. Ο κάθε σύνδεσμος αποτελείται από μια περιστροφική άρθρωση ενός βαθμού ελευθερίας. Οι σύνδεσμοι συναρμολογήθηκαν έτσι ώστε ο άξονας περιστροφής των συνδέσμων να είναι κάθετος προς το μήκος του φιδιού και να μπορεί να περιστραφεί 90 μοίρες σε σχέση με τον προηγούμενο σύνδεσμο. Τα τμήματα χωρίστηκαν σε δύο ομάδες ( οριζόντιου και κατακόρυφου βαθμού ελευθερίας) ανάλογα με τον άξονα τους. Για να δημιουργηθεί η κίνηση πρέπει να εφαρμοστεί ένα ορισμένο ποσό ροπής στις αρθρώσεις, έτσι ώστε οι γωνίες να είναι καθορισμένες και να ξεπεραστούν οι δυνάμεις που ασκούνται στο φίδι από το έδαφος (Wright, 2007). Εικόνα 85 Modular Robot Uncle Sam Το πιο βασικό στοιχείο της διάταξης είναι ο σερβοκινητήρας (modified Hitec HS- 5955TG servos), που είναι υπεύθυνος για τον έλεγχο του ενός βαθμού ελευθερίας του συνδέσμου. Οι σερβοκινητήρες χρησιμοποιούν ένα ηλεκτροκινητήρα, ένα σύστημα μετάδοσης (gear train) και ηλεκτρονικά για τον έλεγχο του κινητήρα. Ο άξονας εξόδου εξέχει από τον σερβοκινητήρα και έχει εύρος κίνησης ±90 μοίρες. Ο τροποποιημένος σερβοκινητήρας είναι σε θέση να περιστρέφεται 360 μοίρες αλλά ο μηχανισμός περιορίζει το φάσμα της κίνησης στις 180 μοίρες. 78 / 181

79 Η κάθε ενότητα (Εικόνα 86) είναι μια άρθρωση στην οποία ο σερνοκινητήρας πιάνει το ήμισυ του μεγέθους και παρέχει ροπή για την κίνηση και την διατήρηση των γωνιών ενώ αντιστέκεται στις δυνάμεις που προκαλούνται στο ρομπότ από το περιβάλλον. Το άλλο μισό του συνδέσμου είναι μια διάταξη τύπου U που χρησιμεύει για την σύνδεση των τμημάτων μεταξύ τους. Το τμήμα αυτό κινείται σε συνδυασμό με τον άξονα του σερβοκινητήρα. Πραγματοποιήθηκε τροποποίηση στο πίσω μέρος του σερβοκινητήρα και έτσι ήταν δυνατό ένα ειδικό σύστημα με ρουλεμάν να χρησιμοποιηθεί. Οι σύνδεσμοι ενώνονται μεταξύ τους με βίδες. Για την μέτρηση της γωνίας ως σήμα ανατροφοδότησης χρησιμοποιείται μαγνητικού τύπου encoder αντί για ποτενσιόμετρο. Εικόνα 86 Module of Uncle Sam snake robot Snake Robot for rescue operations Οι εφαρμογές διάσωσης σε συνθήκες που έχουν προκληθεί από καταστροφές απαιτούν hyper-redundant ρομποτικούς μηχανισμούς οι οποίοι επιτρέπουν την αποτελεσματική προσαρμογή του ρομπότ ώστε να κινηθεί σε «αβέβαια» περιβάλλοντα και να εκτελεί τις απαιτούμενες δραστηριότητες με απαραίτητη ευελιξία. Το ρομποτικό σύστημα αποτελείται από τμήματα ενωμένα σε σειρά με στόχο την δημιουργία ενός ευέλικτου hyperredundant ρομποτικού προτύπου (Erkmen, 2002). Τα περισσότερα κομμάτια της βασικής μονάδας (μέγεθος: 82x82x67, βάρος 300g, ένας βαθμός ελευθερίας) έχουν κατασκευαστεί από κράμα ντουραλουμινίου (superduralumin alloy) για να έχει το ρομπότ ελαφριά δομή (Εικόνα 87). Οι μονάδες είναι εξοπλισμένες με βηματικούς κινητήρες (stepper motors) για την ενεργοποίηση των αρθρώσεων με αποτέλεσμα να είναι δυνατός ο έλεγχος της θέσης καθώς και της ταχύτητας κάθε άρθρωσης. Η ροπή που παράγεται από τον ενεργοποιητή είναι ευθυγραμμισμένη με τον άξονα της άρθρωσης και ενισχύεται περίπου 34 φορές μέσω μιας σειράς από μηχανισμούς γραναζιών, με αποτέλεσμα να επιτυγχάνεται μια μέγιστη διαθέσιμη ροπή 20kgf/cm και μια 79 / 181

80 μέγιστη γωνιακή ταχύτητα 50 o /s. Ποτενσιόμετρα έχουν εγκατασταθεί στις μονάδες για την μέτρηση της γωνίας στον άξονα της άρθρωσης. Σε αυτό το ρομποτικό σύστημα η κάθε άρθρωση έχει μέγιστο εύρος κίνησης ±60 μοίρες. Δυο διακόπτες χρησιμοποιούνται για να αντιληφθούν τα άκρα των κινούμενων μερών, τα οποία χρησιμοποιούνται από το κύκλωμα, και να παρακάμψουν τον ελεγκτή του κινητήρα, ώστε να ενεργοποιήσουν και να απενεργοποιήσουν τον ενεργοποιητή. Εικόνα 87 Prototype of one unit Ένα από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της σχεδίασης αυτής είναι ότι οι μονάδες μπορούν να ενωθούν σε σειρά με 90 μοιρών στροφή μεταξύ των μονάδων, δίνοντας έτσι στο ρομπότ τη δυνατότητα κίνησης σε τρεις διαστάσεις. Στις μονάδες μπορούν να προστεθούν παθητικές ρόδες για να καταστεί δυνατή η κυματοειδής κίνησης σε σχετικά επίπεδες επιφάνειες (Εικόνα 88). Εικόνα 88 Various Modes of Locomotion 80 / 181

81 5.3 Επιπρόσθετες Κατασκευαστικές Απαιτήσεις Επίγειων Ρομποτικών Συστημάτων Μετά από την εκτενή μελέτη ρομποτικών συστημάτων που έχουν υλοποιηθεί και χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές εξερεύνησης και διάσωσης και που παρουσιάστηκαν τόσο στο πρώτο παραδοτέο του έργου, όσο και σε αυτό το δεύτερο παραδοτέο, στην συνέχεια θα παρατεθούν επιπλέον κατασκευαστικές απαιτήσεις για τον σχεδιασμό του επίγειου πολυαρθρωτού ρομποτικού συστήματος που θα προταθεί στα πλαίσια του παρόντος ερευνητικού προγράμματος. Πιο συγκεκριμένα, το ρομπότ-φίδι θα αποτελείται από πολλές αρθρώσεις που δύναται να είναι αυτόνομες, έτσι ώστε να μπορούν να αποσπαστούν και να λειτουργήσουν ανεξάρτητα. Επίσης έμφαση θα δοθεί στο εμπρόσθιο και στο οπίσθιο μέρος του ρομποτικού συστήματος στα οποία θα ενσωματωθούν οι απαραίτητοι αισθητήρες για τον εντοπισμό των επιζώντων. Οι αισθητήρες που επιλέχθηκαν να ενσωματωθούν στο σύστημα είναι: α) 2 κάμερες (μια στο εμπρόσθιο τμήμα και μια στο οπίσθιο) που στόχο θα έχουν την εποπτεία του χώρου κίνησης του ρομπότ, καθώς και του εντοπισμού του θύματος σε ερείπια που προκλήθηκαν από φυσικές καταστροφές, β) μικρόφωνο και μεγάφωνο μέσα από τα οποία οι διασώστες θα μπορούν να επικοινωνήσουν με τα θύματα και να τους δίνουν χρήσιμες οδηγίες καθώς και ψυχολογική ενθάρρυνση μέχρι οι διασώστες να καταφέρουν να τους απεγκλωβίσουν, γ) αισθητήρα θερμοκρασίας με στόχο να αναγνωριστεί ο επιζών στην περίπτωση που δεν έχει τις αισθήσεις του και είναι ακόμα ζωντανός και, δ) επειδή είναι πολύ σημαντικό το ρομπότ να είναι σε θέση να εγγυηθεί ότι ο οργανισμός που έχει εντοπίσει είναι ζωντανός, έχει κριθεί σημαντικό να ενσωματωθεί αισθητήρας που να αναγνωρίζει διάφορες χημικές ουσίες που απελευθερώνονται από την στιγμή που ένας άνθρωπος έχει αποβιώσει. Έτσι κερδίζεται πολύτιμος χρόνος προκειμένου οι διασώστες να κατευθυνθούν προς άλλες θέσεις όπου υπάρχουν επιζώντες. Το κάθε τμήμα του ρομπότ φιδιού απαιτείται να είναι αυτόνομο, έτσι ώστε να είναι σε θέση να κινηθεί το καθένα ανεξάρτητα. Αυτό δίνει την ευχέρεια στο ρομποτικό σύστημα να μπορεί να διασπαστεί σε πολλά μικρότερα τμήματα και να αναλάβει τον ρόλο ενός πομποδέκτη στην περίπτωση που λόγω της κατάρρευσης κρίνεται αναγκαία η επαναφορά του δικτύου επικοινωνίας στο σημείο που προκλήθηκε καταστροφή. Για την επίτευξη της επικοινωνιακής κάλυψης θα τοποθετηθεί ασύρματη κεραία πάνω σε κάθε τμήμα του ρομπότφιδιού, ενώ τεχνολογίες από την περιοχή των ασύρματων δικτύων αισθητήρων θα χρησιμοποιηθούν. Με σκοπό την όσο δυνατόν μεγαλύτερη αυτονομία των τμημάτων του ρομποτικού οχήματος, θα πρέπει να γίνει εκτενής μελέτη των τύπων μπαταρίας που πρέπει να 81 / 181

82 ενσωματωθούν μέσα στο σύστημα μας. Σε αυτές τις περιπτώσεις επιθυμητή είναι η χρησιμοποίηση τύπου μπαταριών που να πληρούν τις μικρότερες δυνατές διαστάσεις, καθώς και το μέγιστο χρόνο που αυτές δύναται να παρέχουν επαρκή τάση στο σύστημά μας. Είναι σημαντικό να γίνει η σωστή επιλογή των διαστάσεων των υλικών που θα τοποθετηθούν στις μονάδες, κυρίως λόγω του ότι σε αυτές, εκτός από τις μπαταρίες θα πρέπει να τοποθετηθούν και μικροελεγκτές. Στην αγορά αυτήν την στιγμή είναι διαθέσιμα πολλά μοντέλα μικροελεγκτών. Οι διαστάσεις αυτών έχουν μειωθεί δραστικά με αποτέλεσμα να είναι εύκολη η επιλογή αυτών από την στιγμή που θα καταλήξουμε στην διάσταση των επιμέρους τμημάτων. Στη φάση της σχεδίασης θα δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στη χωροταξική δομή των στοιχείων. Λόγω της πολυπλοκότητας του περιβάλλοντος στο οποίο θα κινηθεί το ρομπότ, θα πρέπει να είμαστε πολύ προσεκτικοί στην επιλογή του υλικού κατασκευής του πολυαρθρωτού συστήματος. Επειδή λόγω κατάρρευσης μπορεί στην περιοχή που θα κινηθεί το ρομπότ-φίδι να έχει δημιουργηθεί πυρκαγιά, το υλικό θα πρέπει να αντέχει θερμοκρασίες τουλάχιστον 100 ο C. Επίσης το υλικό θα πρέπει να είναι στεγανό και να μην επιτρέπει την διέλευση υγρών στο εσωτερικό τμήμα του ρομπότ. 5.4 Μελέτη Σχεδιασμού προτεινόμενου ρομποτικού οχήματος για σεισμούς Αφού τέθηκαν οι απαιτήσεις του ρομποτικού συστήματος που θα σχεδιαστεί, στην συνέχεια, μελετήθηκαν διάφοροι τρόποι με τους οποίους το ρομπότ-φίδι μπορεί να τυλιχτεί, με σκοπό να καταλήξουμε στο μέγεθος του φιδιού που θα σχεδιαστεί, καθώς και στο μήκος αυτού. Οι τρόποι αυτοί, καθώς και οι μαθηματικοί υπολογισμοί που πραγματοποιήθηκαν, θα παρουσιαστούν στην συνέχεια, αναφορικά με τις διαφορετικές περιπτώσεις τυλίγματος του φιδιού Τύλιγμα στην Επιφάνεια Σφαίρας Η επιφάνεια της σφαίρας περιγράφεται από τις παρακάτω εξισώσεις: Όπου ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Με κατάλληλους μετασχηματισμούς προκύπτει ότι: 82 / 181

83 ( ) ( ) Η καμπυλότητα για μια τροχιά ( ) ( ( ) ( ) ( )) ορίζεται ως: Η ακτίνα καμπυλότητας ορίζεται: ( ) ( ) ( ) ( ) Στον πίνακα (Πίνακας 1) παρουσιάζονται κάποιες ενδεικτικές προσομοιώσεις στην περίπτωση του τυλίγματος του ρομποτικού συστήματος σε σφαίρα. Η επιλογή του επιθυμητού μήκους του ρομπότ-φιδιού εξαρτάται από την ακτίνα της σφαίρας καθώς και από τις διαστάσεις των αρθρώσεων. Το μικρότερο μήκος επιτεύχθηκε για την περίπτωση που επιλέγουμε μικρότερη ακτίνα για τη σφαίρα. Παρατηρήσαμε ότι για να μειώσουμε ακόμα περισσότερα την ακτίνα, κατά συνέπεια και το μήκος του φιδιού, θα πρέπει να μειώσουμε την διάσταση των αρθρώσεων. Στην φάση της σχεδίασης, αφού γίνει η λεπτομερής αναζήτηση των ηλεκτρονικών μέσων, αισθητήρων και μπαταριών θα προβλεφθεί η μείωση των διαστάσεων του φιδιού στο μικρότερο δυνατό. Στις παρακάτω εικόνες (Εικόνα 89 και Εικόνα 90) παρουσιάζονται στις τρεις διαστάσεις το σφαιρικό σπιράλ καθώς και το σχήμα του φιδιού θεωρώντας αυτό ως ένα σωληνοειδές. Επίσης να σημειωθεί ότι παρουσιάζονται οι καμπύλες της καμπυλότητας καθώς και της ακτίνας καμπυλότητας, έτσι ώστε να επιλέγουμε μέχρι ποια γωνία δύναται οι αρθρώσεις να λυγίσουν. Ακτίνα Σφαίρας Διάμετρος Σωλήνα Συνολικό Μήκος m 0.1m m m 0.07m m m 0.1m m m 0.07m m Πίνακας 1 Συνολικό Μήκος του φιδιού σφαιρική επιφάνεια 83 / 181

84 Εικόνα 89 Σφαιροειδής σπειροειδής τοπολογία: το συνολικό μήκος είναι m, για ακτίνα σφαίρας 0.25m και διάμετρο σωλήνα 0.1m Εικόνα 90 Σφαιροειδής σπειροειδής τοπολογία: το συνολικό μήκος είναι m, για ακτίνα σφαίρας 0.185m και διάμετρο σωλήνα 0.07m 84 / 181

85 5.4.2 Τύλιγμα σε Κυκλική Επιφάνεια Οι εξισώσεις της κυκλικής επιφάνειας περιγράφονται ως: Όπου α η ακτίνα του κύκλου. ( ( ) ( )) ( ( ) ( )) Η καμπυλότητα για μια τροχιά ( ) ( ( ) ( )) ορίζεται: Ενώ η καμπυλότητα ορίζεται ως: ( ) ( ) και η ακτίνα καμπυλότητας ορίζεται ως: Στον πίνακα (Πίνακας 2) παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης για την περίπτωση που το φίδι τυλίγεται σε κυκλική επιφάνεια. Σε αυτή την περίπτωση παρατηρούμε ότι για μικρότερες ακτίνες κύκλου μπορεί να επιτευχθεί πολύ μικρότερο μήκος συνολικού φιδιού. Παρακάτω (Εικόνα 91 και Εικόνα 92) παρουσιάζονται στις τρεις διαστάσεις οι ενδεικτικές αποκρίσεις για τύλιγμα μέσω σε κύκλο. Σε αυτήν την περίπτωση παρατηρήσαμε ότι κοντά στο κέντρο του κύκλου η ακτίνα καμπυλότητας είναι πολύ μικρή και έτσι μας περιορίζει πολύ στην γωνία που πρέπει να επιλέξουμε στις αρθρώσεις. Ακτίνα Κύκλου Διάμετρος Σωλήνα Συνολικό Μήκος 0.3m 0.1m m 0.185m 0.07m m 0.285m 0.07m m 0.19m 0.08m m Πίνακας 2 Συνολικό Μήκος του φιδιού κυκλική επιφάνεια 85 / 181

86 Εικόνα 91 Κυκλική σπειροειδής τοπολογία: το συνολικό μήκος είναι m, για ακτίνα κύκλου 0.3m και διάμετρο σωλήνα 0.1m Εικόνα 92 Κυκλική σπειροειδής τοπολογία: το συνολικό μήκος είναι m, για ακτίνα κύκλου 0.19m και διάμετρο σωλήνα 0.08m Τύλιγμα σε Ελικοειδή Επιφάνεια Οι εξισώσεις της ελικοειδούς επιφάνειας δίνονται από: ( ) ( ) 86 / 181

87 Στην περίπτωση της ελικοειδούς επιφάνειας (Εικόνα 93 και Εικόνα 94), παρατηρούμε ότι πολύ σημαντικό ρόλο παίζει η επιλογή του ύψους μέχρι το οποίο μπορεί να τυλιχθεί το φίδι. Στόχος σε αυτήν την περίπτωση είναι να επιλέξουμε την ελάχιστη γωνία κάμψης, η οποία προκύπτει συναρτήσει της ακτίνας καμπυλότητας, και το ύψος κατάλληλα, έτσι ώστε να έχουμε το επιθυμητό μήκος για το ρομποτικό σύστημα. Εικόνα 93 Ελικοειδής σπειροειδής τοπολογία: το συνολικό μήκος είναι 3.766m, για ακτίνα 0.25m και διάμετρο σωλήνα 0.1m Εικόνα 94 Ελικοειδής σπειροειδής τοπολογία: το συνολικό μήκος είναι 1.883m, για ακτίνα 0.15m και διάμετρο σωλήνα 0.1m 87 / 181

88 5.4.4 Τύλιγμα σε Κωνική Επιφάνεια Οι εξισώσεις της κωνικής επιφάνειας δίνονται από: ( ( ) ( )) ( ( ) ( )) Από τις παρακάτω αποκρίσεις (Εικόνα 95 - Εικόνα 99) παρατηρούμε ότι στην περίπτωση που επιλεγεί τύλιγμα σε μια κωνική επιφάνεια προκύπτουν πολύ μεγαλύτερα μήκη σε σχέση με όλες τις παραπάνω περιπτώσεις. Να επισημάνουμε ότι στο άκρο του κώνου η ακτίνα καμπυλότητας είναι πολύ μικρή και καθιστά δύσκολη την επιλογή της γωνίας ανάμεσα στις αρθρώσεις. Εικόνα 95 Κωνική σπειροειδής τοπολογία: το συνολικό μήκος είναι m, για ακτίνα 0.29m και διάμετρο σωλήνα 0.1m Εικόνα 96 Κωνική σπειροειδής τοπολογία: το συνολικό μήκος είναι m, για ακτίνα 0.29m και διάμετρο σωλήνα 0.1m 88 / 181

89 Εικόνα 97 Κωνική σπειροειδής τοπολογία: το συνολικό μήκος είναι m, για ακτίνα 0.235m και διάμετρο σωλήνα 0.07m Εικόνα 98 Κωνική σπειροειδής τοπολογία: το συνολικό μήκος είναι m, για ακτίνα 0.235m και διάμετρο σωλήνα 0.07m 89 / 181

90 Εικόνα 99 Κωνική σπειροειδής τοπολογία: το συνολικό μήκος είναι m, για ακτίνα 0.235m και διάμετρο σωλήνα 0.07m 5.5 Σχεδιασμός Πολυαρθρωτού Ρομποτικού Συστήματος Το ρομποτικό σύστημα που έχει σχεδιαστεί αποτελείται από 8 τμήματα (όμοια στο σχήμα και στο μέγεθος), μια ουρά και ένα κεφάλι (διαφορετική σχεδίαση και δομή). Ο κάθε σύνδεσμος περιέχει περιστροφικό ενεργοποιητή, μικροεπεξεργαστή και μπαταρία, με αποτέλεσμα να είναι πλήρως σπονδυλωτό (modular) και η κάθε μονάδα να λειτουργεί ανεξάρτητα. Να σημειωθεί ότι οι σύνδεσμοι είναι ανεξάρτητοι ο ένας από τον άλλον και ηλεκτρικά και μηχανικά. Με την ενσωμάτωση της μπαταρίας σε κάθε σύνδεσμο αποφεύχθηκε η τροφοδοσία του ρομπότ - φιδιού με καλώδια. Ο κάθε σύνδεσμος είναι εξοπλισμένος με κύκλωμα ρύθμισης τάσης και επίσης κύκλωμα φόρτισης μπαταρίας, το οποίο θα επιτρέπει στις μπαταρίες σε όλες τις συνδέσεις να φορτιστούν ταυτόχρονα συνδέοντας στον ρομπότ μια εξωτερική παροχή ηλεκτρικού ρεύματος. Τα τμήματα του ρομποτικού συστήματος συνδέονται με ενεργές αρθρώσεις, με εμβέλεια περιστροφής 45 μοιρών, που επιτρέπουν την περιστροφή της μίας σε σχέση με την άλλη. Η μετακίνηση του ρομπότ πραγματοποιείται με τη διάδοση ενός κύματος υπό μορφή καμπύλης serpenoid, το οποίο συνεπάγεται ότι η μετακίνηση δημιουργείται μόνο μέσω της αλλαγής του σχήματος του ρομπότ, όπως σε ένα πραγματικό φίδι. Το ρομποτικό σύστημα που σχεδιάστηκε αποτελείται από 9 ενεργές αρθρώσεις, πέντε εκ των οποίων συμβάλουν στην δημιουργία κυματοειδούς κίνησης στο οριζόντιο επίπεδο και οι άλλες τέσσερις για κυματισμό στο κάθετο επίπεδο. Οι γειτονικοί ενεργοποιητές είναι κάθετοι μεταξύ τους. Η κάθε άρθρωση θα 90 / 181

91 ενεργοποιείται με την χρήση ενός DC σερβοκινητήρα (HS-7955TG Digital Servo) ενώ το κύκλωμα PhidgetSpatial 3/3/3 θα ενσωματωθεί για την μέτρηση γωνίας περιστροφής. Ένα σημαντικό σημείο στο στάδιο της σχεδίασης είναι στο πως θα εγκατασταθούν τα γρανάζια στην άρθρωση. Ένα γρανάζι τύπου worm έχει εγκατασταθεί στον άξονα του κινητήρα ενώ ένα άλλο γρανάζι στον άξονα της άρθρωσης (gear worm τύπου μετάδοση κίνησης). Ο άξονας περιστροφής, στον οποίο είναι ενσωματωμένο το γρανάζι για την επίτευξη της περιστροφής, συνδέεται μηχανικά σε ένα εξάρτημα σχήματος σταυρού το οποίο είναι υπεύθυνο για την μηχανική σύνδεση των δύο συνδέσμων. Έτσι οι ενότητες δεν μπορεί να έχουν σχετική κίνηση η μια σε σχέση με την άλλη. Οι ενότητες μπορούν να κινηθούν μόνο όταν οι κινητήρες περιστρέφονται Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Στο ρομποτικό σύστημα θα ενσωματωθεί ένα Gumstix Overo Fire COM (Εικόνα Εικόνα 101) μικροσκοπικό κύκλωμα, βασισμένο στον Cortex-A8 OMAP3530 επεξεργαστή (Εικόνα 102) ανά άρθρωση. Το συγκεκριμένο κύκλωμα επιλέχθηκε λόγω των μικρών διαστάσεων σε σχέση με τις υψηλές δυνατότητες που παρέχει. Να σημειωθεί ότι το κύκλωμα αυτό θα «κουμπώσει» πάνω στο Pinto TH board της ίδιας εταιρείας (Εικόνα Εικόνα 105). Πάνω στο board θα συνδεθούν οι κινητήρες και οι αισθητήρες ενώ ο επεξεργαστής θα δημιουργεί το σήμα ελέγχου για την ενεργοποίηση των αρθρώσεων αφού έχει λάβει τα σήματα αναφοράς ασύρματα από ένα σταθμό βάσης. Ο Πίνακας 3 παρουσιάζει τα βασικά χαρακτηριστικά του computer on module συστήματος ενώ ο Πίνακας 4 του Pinto- TH board. Processor Clock(MHz) Performance Size Memory Features Texas Instruments OMAP 3530 Applications Processor: - ARM Cortex-A8 CPU - C64x+ digital signal processor (DSP) core - POWERVR SGX for 2D and 3D graphics acceleration 720 MHz Up to 1200 Dhrystone MIPS 17 x 58 x 4.2 mm 512MB RAM 512MB Flash OMAP3530 Application Processor b/g wireless communications Bluetooth communications 91 / 181

92 microsd card slot TPS65950 Power Management Connections - (2) 70-pin connectors with 140 signals for: - I2C, PWM lines (6), A/D (6), 1-wire - UART, SPI, Extra MMC lines - Headset, Microphone - Backup battery - High Speed USB Host and USB OTG -(1) 27-pin connector with signals for camera board - (2) x u.fl antenna connectors Weight 5.6g Power Powered via expansion board (Overo series or custom) connected to dual 70-pin connectors Temperatures Operating 0C < T <75C Πίνακας 3 Τεχνικά Χαρακτηριστικά Gumstix Overo Fire COM Features Power Size USB mini-ab with OTG signals Two (2) user-configurable LEDs Two (2) user-configurable push buttons Signals available on 60-pin, 0.100" through-holes at 1.8V logic - Two (2) two-wire serial ports - One 1-wire port - 6 PWM lines - I2C port - SPI bus - 6 A/D input lines - MMC/SD/SDIO interface - 8 GPIO - processor control signals Provide 5V input to power this expansion board and the connected Overo COM 76.2mm x 23mm Weight 6.6g Πίνακας 4 Τεχνικά Χαρακτηριστικά Pinto TH board 92 / 181

93 Αυτή η υπολογιστική μονάδα επιτρέπει την εγκατάσταση δύο λειτουργικών συστημάτων (Embedded Windows, Ubuntu). Η υπολογιστική ισχύς που παρέχει δίνει την δυνατότητα ανάπτυξης πολύπλοκων αλγορίθμων για τον έλεγχο του ρομποτικού συστήματος, ενώ είναι σε θέση να εκτελέσει απαιτητικούς αλγορίθμους επεξεργασίας εικόνας. Εικόνα 100 Computer on module Gumstix Overo Fire COM Εικόνα 101 Gumstix Overo Fire COM Σχέδιο στο Solidworks 93 / 181

94 Εικόνα 102 Signal Diagram του Gumstix Overo Fire COM Εικόνα 103 Pinto TH Board στο οποίο θα ενσωματωθεί ο Gumstix Overo Fire COM Εικόνα 104 Pinto TH Board Σχέδιο στο Solidworks 94 / 181

95 Εικόνα 105 Σχέδιο συνδυαστικού κυκλώματος (Overo και Pinto-TH) που θα ενσωματωθεί στον Αισθητήρες σύνδεσμο. Στα περισσότερα πολυαρθρωτά ρομποτικά συστήματα που έχουν κατασκευαστεί χρησιμοποιούνται μαγνητικοί encoders, ποτενσιόμετρα, αυξητικού τύπου encoders ενώ σε αυτήν την σχεδίαση επιλέχθηκε η χρήση του Ο 1056_0 - PhidgetSpatial 3/3/3 κυκλώματος. Ο 1056_0 - PhidgetSpatial 3/3/3 (Εικόνα 106) μετρά την στατική και δυναμική επιτάχυνση σε 3 άξονες, το μαγνητικό πεδίο στους 3 άξονες, καθώς και την γωνιακή περιστροφή στους 3 άξονες μέχρι ±400 ο ανά δευτερόλεπτο. Το κύκλωμα εγγυάται χαμηλά επίπεδα θορύβου και σωστή λειτουργία του αισθητήρα. Η επιλογή αυτού μελλοντικά θα δώσει την δυνατότητα υλοποίησης περίπλοκων ελεγκτών ανατροφοδότησης κατάστασης. Στο κεφάλι του φιδιού έχει τοποθετηθεί η κάμερα Caspa TM FS (Εικόνα 107 και Πίνακας 5) έτσι ώστε με χρήση αλγορίθμων επεξεργασίας εικόνων να είναι σε θέση το ρομπότ να αναγνωρίζει το περιβάλλον στο οποίο κινείται και να μεταδίδει ασύρματα στον σταθμό βάσης την εικόνα. Η κάμερα θα έχει διπλή χρήση: α) αναγνώριση του περιβάλλοντος και αποφυγή εμποδίων στο χώρο και β) μετάδοση εικόνας στον σταθμό βάσης, έτσι ώστε αν εντοπιστεί επιζών, να γνωρίζουν οι διασωστες σε τι κατάσταση είναι και πως είναι ο χώρος στο σημείο αυτό. 95 / 181

96 Εικόνα 106 PhidgetSpatial Compass 3-Axis, Gyroscope 3-Axis, Accelerometer 3-Axis 5G (size: 30.48mm x 35.56) Εικόνα 107 Caspa TM FS Camera της Εταιρείας Gumstix Features Power Aptina MT9V032 CMOS sensor Wide-VGA camera Active pixels: 752H x 480v Frame rate: 60 fps at full resolution High Dynamic Range: >80dB-100dB 3.6mm fixed focal length unfiltered lens 3.3V-4.2V, provided by the attached Overo COM 96 / 181

97 Size 39mm x 25.7mm Weight 22.9g Πίνακας 5 Τεχνικά χαρακτηριστικά της Caspa TM FS κάμερας Για την μέτρηση της θερμοκρασίας έχει επιλεγεί το MLX90614 Infrared Thermometer Module (Εικόνα 108), που δύναται να είναι χρήσιμο σε εφαρμογές όπως το να μετρά την θερμοκρασία σε μια επιφάνεια και να ανιχνεύει την παρουσία ανθρώπου ή ζώου στο χώρο. Το συγκεκριμένο κύκλωμα δύναται να συνδεθεί σειριακά σε διάφορους επεξεργαστές Σύστημα Ενεργοποίησης Εικόνα 108 MLX90614 Infrared Thermometer Module Για την ενεργοποίηση των αρθρώσεων θα χρησιμοποιηθούν HS 7955TG Digital Servo (Εικόνα 109 και Εικόνα 110). Ο συγκεκριμένος κινητήρας διαθέτει ψηφιακό κύκλωμα για υψηλή ακρίβεια και παράλληλα εγγυάται προστασία από υπερτάσεις. Διαθέτει υψηλής απόδοσης coreless κινητήρα, δυο ρουλεμάν, dual ball bearing στην έξοδο του άξονα, γρανάζια από τιτάνιο και μαζί με το μικρό μέγεθος (40x20x37mm) σε σχέση με την υψηλή ροπή (24kg.cm στα 6V) που παρέχει, είναι η κατάλληλη επιλογή για το σύστημα που έχουμε σχεδιάσει. Η γενική φιλοσοφία στην φάση της σχεδίασης ήταν να εξοπλιστεί η διάταξη μας με όλα τα ηλεκτρονικά μέσα που θα πληρούν τις προϋποθέσεις που έχουμε θέσει, παράλληλα όμως το μέγεθος της κατασκευής που θα προκύψει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερο. Θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε μικρότερου μεγέθους κινητήρες και να μειώσουμε κι άλλο το μέγεθος του συνδέσμου αλλά η απόδοση αυτών δεν θα ήταν ικανοποιητική. 97 / 181

98 Εικόνα 109 HS 7955TG Digital Servo Εικόνα 110 HS 7955TG Digital Servo Σχέδιο στο Solidworks Για την τροφοδοσία των κινητήρων και των ηλεκτρονικών επιλέχθηκε η χρήση επαναφορτιζόμενης μπαταρίας Li-Po Battery 1300mAh 2S 7.4V 25C Sport που ζυγίζει μόνο 69gms ενώ έχει διαστάσεις 68 x 35 x 14.5 mm (Εικόνα 111 και Εικόνα 112). Όπως αναφέραμε και πιο πάνω ο κάθε σύνδεσμος είναι αυτόνομος μηχανικά και ηλεκτρικά, επομένως στο σχέδιο έγινε πρόβλεψη ενσωμάτωσης κυκλώματος για την φόρτιση των μπαταριών με την χρήση του MCP73223 Evaluation Charger Board. 98 / 181

99 Εικόνα 111 Li-Po Battery 1300mAh 2S 7.4V 25C Sport Εικόνα 112 Li-Po Battery 1300mAh 2S 7.4V 25C Sport Σχέδιο στο Solidworks Σχέδια Ρομποτικού συστήματος Το ρομπότ φίδι έχει σχεδιαστεί με στόχο να εφαρμοστούν διάφοροι τρόποι βηματισμών, serpentine and non-serpentine, αφού έχει επιλεγεί η μια άρθρωση να περιστρέφεται στο οριζόντιο επίπεδο (Εικόνα 114) ενώ η επόμενη να περιστρέφεται στο κάθετο (Εικόνα 113). Αυτή η δομή δίνει, επίσης, την δυνατότητα στο φίδι να μπορεί να σκαρφαλώνει σε εμπόδια και να ελίσσεται σε μη ομογενή περιβάλλοντα. Η τριβή παίζει πολύ 99 / 181

100 σημαντικό ρόλο στην κίνηση των φιδιών. Σε πολλά ρομποτικά συστήματα τύπου φιδιού, που έχουν κατασκευαστεί, ενσωματώνονται παθητικοί τροχοί για την μείωση της τριβής στην οριζόντια διεύθυνση και αύξηση αυτής στην κάθετη διεύθυνση. Στην παρούσα σχεδίαση δεν επιλέχθηκε η χρήση παθητικών τροχών λόγω του ότι η ενσωμάτωση αυτών δεν θα επέτρεπε την κίνηση του ρομπότ σε περιβάλλοντα με εμπόδια. Για τη μείωση της τριβής δόθηκε έμφαση στον σχεδιασμό του εξωτερικού περιβλήματος (ομαλή εξωτερική επιφάνεια) του φιδιού. (α) (β) Εικόνα 113 Σύνδεσμος του ρομποτικού συστήματος για την δημιουργία κάθετης κίνησης: (α) Τρισδιάστατη Απεικόνιση και (β) Κάτοψη του συνδέσμου (α) (β) Εικόνα 114 Σύνδεσμος του ρομποτικού συστήματος για την δημιουργία οριζόντιας κίνησης: (α) Τρισδιάστατη Απεικόνιση και (β) Πλάγια όψη του συνδέσμου Στο κεφάλι (Εικόνα 115 (α)) έχουν τοποθετηθεί μερικοί αισθητήρες (κάμερα, αισθητήρα θερμοκρασίας, Infrared led, μικρόφωνο και μεγάφωνο), η ουρά σχεδιάστηκε με 100 / 181

101 εντελώς διαφορετικό μέγεθος και δομή (Εικόνα 115 (β)) ενώ η αρθρωτή δομή διευκολύνει την αφαίρεση και την προσθήκη επιπλέον τμημάτων. Όλα τα μέρη του ρομπότ που θα κατασκευαστεί θα είναι από πλαστικό θερμομονωτικό υλικό και η σχεδίαση αυτού βελτιστοποιήθηκε με στόχο την επίτευξη του ελάχιστου βάρους και του μικρότερου δυνατού μεγέθους των συνδέσμων. (a) (b) Εικόνα 115 Σχέδια του Κεφαλιού του φιδιού (α) και της Ουράς του φιδιού (β) Το ρομπότ έχει συνολικό μήκος 960 mm, ο κάθε σύνδεσμος έχει 82mm ύψος, 102 mm μήκος και 82 mm πλάτος, ενώ η απόσταση μεταξύ δύο αρθρώσεων που προέκυψε είναι 85mm (Εικόνα 116). Στην Εικόνα 117 παρουσιάζονται οι διάφορες όψεις της σχεδίασης του πρωτοτύπου. Εικόνα 116 Απεικόνιση συνολικού φιδιού σε ευθεία διάταξη 101 / 181

102 (α) (β) (γ) Εικόνα 117 Σχέδια του ρομποτικού φιδιού: (α) πλάγια όψη, (β) πάνω όψη και (γ) κάτω όψη Τα ρομποτικά συστήματα τύπου φιδιού μιμούνται τις κινήσεις πραγματικών φιδιών. Τα φίδια ανάλογα με την φυσιολογία τους μπορούν να ολισθαίνουν όπως αναφέρεται στην βιβλιογραφία με τους εξής τρόπους: Πλευρικός Κυματισμός (Lateral Undulation locomotion) Ο πλευρικός κυματισμός είναι ο συνήθης τρόπος κίνησης των φιδιών. Στην περίπτωση αυτή κύματα πλευρικής κάμψης μεταδίδονται από την ουρά προς το κεφάλι. Σε αντίθεση όμως με τον απλό κυματισμό, τα φίδια παραμορφώνουν το σώμα τους γύρω από αντικείμενα τα οποία συναντάνε κατά την κίνησή τους, ασκώντας παράλληλα δύναμη σε αυτά. Σε περίπτωση πολλαπλών σημείων επαφής, οι κάθετες δυνάμεις αλληλοαναιρούνται αφήνοντας έτσι μια δύναμη παράλληλη στην κίνηση που επιτρέπει την προώθηση των φιδιών προς τα μπροστά. Κάθετος Πλευρικός Κυματισμός (Sidewinding locomotion) Στην περίπτωση αυτή, η κίνηση του φιδιού είναι παρόμοια με τον πλευρικό κυματισμό, αλλά διαφέρει στο γεγονός ότι το φίδι σηκώνει μέρος του σώματός του και «κυλιέται» κάθετα στην διεύθυνση διάδοσης των κυματισμών. Κίνηση φυσαρμόνικα (Concertina locomotion) Στην περίπτωση αυτή το φίδι μαζεύει το σώμα του σε μορφή κυμάτων και στην συνέχεια ευθυγραμμίζει το μπροστινό μέρος, κινούμενο προς τα μπροστά, επαναλαμβάνοντας την κίνηση αυτή. 102 / 181

103 Ευθύγραμμη κίνηση (Rectilinear locomotion) Στην περίπτωση αυτή το φίδι σηκώνει τα λέπια της κοιλιάς του προς τα πάνω και μπροστά και στην συνέχεια σπρώχνει προς τα κάτω και προς τα πίσω, σπρώχνοντας το φίδι προς τα μπροστά. Κίνηση Ολίσθησης Σπρωξίματος (Slide-pushing locomotion) Στην περίπτωση αυτή, το φίδι κάνει γρήγορους και ακανόνιστους κυματισμούς για να κινηθεί σε λείες επιφάνειες, μετατοπίζοντας με τις κινήσεις αυτές το κέντρο βάρους του. Ο στόχος της σχεδίασης είναι το ρομποτικό σύστημα να μπορεί να εκτελέσει πληθώρα κινήσεων και να έχει μεγάλη ευελιξία στο να κινηθεί σε περιβάλλον με εμπόδια. Για αυτόν τον λόγο έχουμε επιλέξει οι αρθρώσεις να ενεργοποιούνται εναλλάξ για να δημιουργούν κυματοειδή κίνηση όπως των φιδιών στο οριζόντιο (Εικόνα 119) και στο κάθετο επίπεδο (Εικόνα 118). Ο άξονας του κινητήρα που είναι ενσωματωμένος στον εκάστοτε σύνδεσμο, μέσω ενός γραναζιού (worm) μεταδίδει την κίνηση σε ένα γρανάζι που είναι τοποθετημένο στην άξονα κίνησης της άρθρωσης. Όταν περιστραφεί ο άξονας, εξαναγκάζει την άρθρωση να στραφεί, και έτσι δημιουργείται η κυματοειδής κίνηση που επιθυμούμε. Στην Εικόνα 120 παρουσιάζεται η κίνηση στο οριζόντιο επίπεδο που επιτυγχάνει το φίδι με την ενεργοποίηση των κατάλληλων αρθρώσεων. Εικόνα 118 Συνδεσμολογία Αρθρώσεων για την κίνηση στο κάθετο επίπεδο 103 / 181

104 Εικόνα 119 Συνδεσμολογία Αρθρώσεων για την κίνηση στο οριζόντιο επίπεδο (α) (β) Εικόνα 120 Απεικόνιση Κυματοειδούς τροχιάς του ρομπότ φιδιού: (α) Τρισδιάστατη απεικόνιση και (β) Πλάγια Όψη 104 / 181

105 5.6 Μοντελοποίηση Πολυαρθρωτού Ρομποτικού Συστήματος Εισαγωγή Για την μοντελοποίηση του ρομποτικού συστήματος που έχουμε σχεδιάσει θεωρούμε ένα ρομπότ-φίδι χωρίς τροχούς το οποίο έχει τη δυνατότητα να προσαρμόζεται στο περιβάλλον, χάριν στην ενεργειακή του απόδοση. Στόχος είναι να εφαρμοστεί ένα μαθηματικό πλαίσιο για μοντελοποίηση, ανάλυση και σύνθεση της οφιοειδούς κίνησης ενός πολυαρθρωτού ρομποτικού φιδιού. Εφαρμόζοντας την ήδη υπάρχουσα γνώση από τις μελέτες φιδιών βιολογικής φύσης, αλλά εστιάζοντας στην υλοποίηση της οφιοειδούς κίνησης μέσω της θεωρίας της ρομποτικής, περιορίζουμε την προσοχή μας στην υλοποίηση επίπεδης οφιοειδούς κίνησης (Hopkins, 2009, Liljebäck, 2011). Σε πρώτη φάση, χρησιμοποιούμε ένα μαθηματικό μοντέλο για ένα πολυαρθρωτό ρομπότ-φίδι αποτελούμενο από n άκαμπτους συνδέσμους με ενεργοποιητές που παράγουν τις απαραίτητες ροπές στις n-1 αρθρώσεις. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται δύο μοντέλα για την κατευθυντική δύναμη τριβής που δρα σε κάθε σύνδεσμο, τα οποία ενσωματώνονται στις ολικές εξισώσεις κίνησης του ρομπότ-φιδιού. Ειδικότερα, ερευνάται το σχήμα κίνησης, ώστε να επιτυγχάνεται η κίνηση με προκαθορισμένη ταχύτητα και με τις ελάχιστες απαιτήσεις ισχύος. Βάσει των αποτελεσμάτων της ανάλυσης, εφαρμόζεται μια αρχιτεκτονική ελέγχου ανατροφοδότησης με σκοπό την πραγματοποίηση της επιθυμητής κίνησης. Αυτή η προσομοίωση βασίστηκε στην πρώτη ερευνητική προσπάθεια που ασχολήθηκε με το πρόβλημα της μοντελοποίησης, της ανάλυσης και της υλοποίησης ελέγχου ανατροφοδότησης οφιοειδούς κίνησης σε ένα πολυαρθρωτό ρομπότ-φίδι χωρίς τροχούς (Saito, 2002) Ο καθορισμός των γραφικών συμβόλων που χρησιμοποιούνται, στη συνέχεια, σημειώνεται εδώ. Τα σύνολα των πραγματικών διανυσμάτων n-διαστάσεων και των nxm πραγματικών πινάκων δηλώνονται ως n και nxm, αντιστοίχως. Για έναν πίνακα M, ο ανάστροφός του δηλώνεται ως M'. Για τα βαθμωτά μεγέθη x 1,, x n,το diag(x 1,, x n ) δηλώνει τον nxn διαγώνιο πίνακα με τα x 1,, x n στη διαγώνιο. Για τα διανύσματα και, το δηλώνει το διάνυσμα με την -οστή είσοδο, ενώ το δηλώνει το διάνυσμα με την - οστή είσοδο. Η παράγωγος ενός σήματος x(t) συναρτήσει του χρόνου t, δηλώνεται ως (t) (π.χ. ). Για μία γενική συνάρτηση f(x):, όπως η sgn, η sin και η cos, μπορούμε να θεωρήσουμε ότι, στην περίπτωση που έχουμε ένα διάνυσμα τιμών, η συνάρτηση αυτή εφαρμόζεται σε κάθε συνιστώσα του διανύσματος. Κάτι παρόμοιο εφαρμόζεται σε συναρτήσεις με δύο παραμέτρους, όπως π.χ. sat(, ) και dzs(, ) (Εικόνα 121). 105 / 181

106 Εικόνα 121 Συναρτήσεις sat(, ) και dzs(, ) Κίνηση ρομποτικού συστήματος τύπου φιδιού Η έρευνα σε πειράματα βιολογίας έχει αποκαλύψει τους μηχανισμούς των τεσσάρων κοινών τύπων (ή βηματισμών) της κίνησης στα φίδια: serpentine (οφιοειδής), side-winding (πλευρικής περιέλιξης), concertina (φυσαρμόνικα) και rectilinear (ευθύγραμμη). Περαιτέρω ανάλυση της κίνησης των φιδιών έχει, επίσης, γίνει από την οπτική της βιολογίας, καθώς και από μηχανολογικής πλευράς. Ο Hirose μελέτησε τα φίδια και βρήκε ότι τα σώματά τους σχηματίζουν την επονομαζόμενη οφιοειδή καμπύλη, όταν αυτά κινούνται με έναν οφιοειδή βηματισμό. Επιπλέον, η βασική ιδιότητα των φιδιών στο να επιτύχουν αυτή την κίνηση είναι η διαφορά των συντελεστών τριβής στην εφαπτομενική και την κανονική διεύθυνση σε σχέση με το σώμα. Συγκεκριμένα, η κανονική τριβή τείνει να είναι πολύ μεγαλύτερη από την εφαπτομενική τριβή, οδηγώντας, έτσι, στην αποφυγή της πλευρικής ολίσθησης. Βασιζόμενος σε αυτό το γεγονός, ο Hirose δημιούργησε locomotors που ομοιάζουν αυτές των φιδιών και ανέπτυξε μία μέθοδο ελέγχου ώστε να επιτευχθεί η κίνηση των φιδιών σε μία επιθυμητή διεύθυνση και με συγκεκριμένη ταχύτητα. Τα ρομποτικά συστήματα είχαν ρόδες για να αντικατοπτρίζουν την κατευθυντική τριβή και ο έλεγχος ήταν ανοικτού βρόχου από τη φύση του, με αποτέλεσμα, η προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον ήταν, κάπως, αδύναμη. Παραταύτα, το σχήμα ελέγχου είναι πολύ διαισθητικό και αποτελούσε ένα γερό θεμέλιο για τη μελέτη της ρομποτικής οφιοειδούς κίνησης. Ένα άλλο αξιοσημείωτο αποτέλεσμα στους ρομποτικούς μηχανισμούς που ομοιάζουν φίδια έχει βρεθεί από τους Burdick et al., Αυτοί μελέτησαν με μαθηματική αυστηρότητα και πειραματική επιβεβαίωση, το μηχανισμό της κυματοειδούς κίνησης στην οποία η καθαρή κίνηση παράγεται από τη σύζευξη μεταξύ του σχήματος των εσωτερικών μεταβολών και των εξωτερικών μη-ολονομικών περιορισμών. Το πρόβλημα που εξετάζεται είναι η κινηματική λόγω των μη-ολονομικών περιορισμών που αυξάνονται εξαιτίας της εξιδανίκευσης των τροχών περί μη-ολίσθησης στην κατεύθυνση του άξονα περιστροφής. Μία 106 / 181

107 βασική, λοιπόν, υπόθεση είναι ότι τα οφιοειδή ρομπότ διαθέτουν τροχούς, και, έτσι, το βασικό πλεονέκτημα της οφιοειδούς κίνησης, που είναι η προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον, δε μπορεί να πραγματοποιηθεί πλήρως Μοντελοποίηση του ρομπότ - φιδιού Θεωρούμε το ρομπότ-φίδι που φαίνεται στην Εικόνα 122, το οποίο αποτελείται από n συνδέσμους, συνδεδεμένους μέσω n-1 αρθρώσεων. Κάθε σύνδεσμος είναι άκαμπτος με ομοιόμορφα κατανεμημένη μάζα. Κάθε άρθρωση είναι εξοπλισμένη με ενεργοποιητή που παράγει την απαραίτητη ροπή για την περιστροφή της (κινητήρα). Το ρομπότ - φίδι τοποθετείται σε μία οριζόντια επιφάνεια, ενώ θεωρείται μόνο επίπεδη κίνηση σε αυτή την περίπτωση, το μηχανικό σύστημα έχει n+2 βαθμούς ελευθερίας (n-1 για το σχήμα, 2 για τη θέση και 1 για τον προσανατολισμό). Εικόνα 122 Απλουστευμένο Κινηματικό Διάγραμμα Ρομπότ - Φιδιού Οι δυναμικές εξισώσεις της κίνησης του ρομπότ-φιδιού θα αναπτυχθούν στη συνέχεια, αφού πρώτα εισαχθούν κάποιες υποσημειώσεις. Ως αδρανειακό σύστημα ορίζονται οι άξονες x-y, η μάζα του συνδέσμου ορίζεται ως για τον -οστό σύνδεσμο, το μήκος του ως 2, και η ροπή αδράνειας ως ( ). Έστω ότι ( ) και είναι οι συντεταγμένες του κέντρου βάρους και η γωνία μεταξύ του συνδέσμου και του x-άξονα, αντιστοίχως. Με x, y και θ σημειώνονται τα -διάστατα διανύσματα των οποίων τα -οστά στοιχεία είναι και, αντιστοίχως. 107 / 181

108 Ορίζονται: [ ] ( ) [ ] ( ) [ ], [ ] S θ diag(sinθ 1,, sinθ n ), C θ diag(cosθ 1,, cosθ n ), J diag(,, ), M diag(,, ), L diag(,, ), H ( ), ( ),,, [ ],,, ρ,. Στις παραπάνω εξισώσεις, τα σύμβολα D και A αντιπροσωπεύουν τους συντελεστές διαφοράς και αθροίσματος, αντιστοίχως. Το διάνυσμα αποτελεί τη βάση για τον. Μπορεί να αποδειχθεί ότι οι πίνακες και εξαρτώνται από τις σχετικές γωνίες μόνο, και, έτσι, καθορίζονται από το σχήμα του ρομπότ-φιδιού. Θεωρώντας το διάγραμμα δυνάμεων και ροπών για τον -οστό σύνδεσμο, που φαίνεται στην Εικόνα 123, και είναι η δύναμη και η ροπή λόγω της τριβής μεταξύ του συνδέσμου και της οριζόντιας επιφάνειας, και είναι οι δυνάμεις για τους γειτονικούς συνδέσμους και, και οι ροπές στις αρθρώσεις οι οποίες δίνονται από τους ενεργοποιητές. Έστω ότι το είναι το διάνυσμα του οποίου η -οστή συνιστώσα είναι η, ομοίως για τα, και, όπου (, ) και (, ) είναι τα (, ) στοιχεία του διανύσματος της τριβής και του διανύσματος της δύναμης, αντιστοίχως. Τελικά, το ολικό διάνυσμα της δύναμης της τριβής και το διάνυσμα της θέσης ορίζονται ως: [ ], [ ]. 108 / 181

109 Ρομποτικά Συστήματα για Σκοπούς Εξερεύνησης - Διάσωσης Εικόνα 123 Διάγραμμα δυνάμεων-ροπών για τον i-οστό σύνδεσμο Αρχικά, θα παρουσιαστούν δύο μοντέλα τριβής βασισμένα σε μία απλοποιημένη τριβή ιξώδους (simplified viscous friction) και στην τριβή Coulomb, ώστε να δοθούν εκφράσεις για τα και συναρτήσει των, και, ενώ, στη συνέχεια, οι εξισώσεις κίνησης θα εξαχθούν, χρησιμοποιώντας τα μοντέλα τριβής Απλουστευμένο Μοντέλο Τριβής Σύμφωνα με το συγκεκριμένο μοντέλο, η συνολική δύναμη τριβής για τον -οστό σύνδεσμο, δίνεται από τη σχέση: [ ] [ ] [ ] [ ] [ όπου και είναι οι συντελεστές εφαπτομενικής και κανονικής τριβής, αντιστοίχως. Η συνολική ροπή τριβής γύρω από το κέντρο μάζας του -οστού συνδέσμου είναι: ],, όπου η θετική διεύθυνση είναι σύμφωνη με τη φορά του ρολογιού. Θεωρώντας, τώρα, το ολικό σύστημα των συνδεδεμένων συνδέσμων, μπορεί να επαληθευτεί ότι η συνολική δύναμη και ροπή τριβής, που δρα σε ένα τέτοιο σύστημα, μπορεί να εκφραστεί ως: όπου 109 / 181

Συνεργασία σμήνους μη επανδρωμένων οχημάτων (UAVs) σε αποστολές αποτύπωσης

Συνεργασία σμήνους μη επανδρωμένων οχημάτων (UAVs) σε αποστολές αποτύπωσης Συνεργασία σμήνους μη επανδρωμένων οχημάτων (UAVs) σε αποστολές αποτύπωσης Εννοιολογικά στάδια Κατασκευή UAVs Επικοινωνία μεταξύ των μελών Ανάλυση καταγεγραμμένων γεγονότων Αρχιτεκτονική Αρχηγού Σμήνους

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στη Ρομποτική (για αρχάριους) Δημήτρης Πιπερίδης Διαδραστική Έκθεση Επιστήμης & Τεχνολογίας Ίδρυμα Ευγενίδου

Εισαγωγή στη Ρομποτική (για αρχάριους) Δημήτρης Πιπερίδης Διαδραστική Έκθεση Επιστήμης & Τεχνολογίας Ίδρυμα Ευγενίδου Εισαγωγή στη Ρομποτική (για αρχάριους) Δημήτρης Πιπερίδης Διαδραστική Έκθεση Επιστήμης & Τεχνολογίας Ίδρυμα Ευγενίδου Τι είναι ένα ρομπότ; Δεν υπάρχει σαφής ορισμός. Ορισμός: Μια μηχανική κατασκευή που

Διαβάστε περισσότερα

FIRE COMMANDER. Nέα Τεχνολογία από το Flensburg

FIRE COMMANDER. Nέα Τεχνολογία από το Flensburg Nέα Τεχνολογία από το Flensburg Ερπυστριοφόρο όχημα Βασισμένο στο άρμα μάχης τύπου Leopard 1... 3 Τεχνικές Προδιαγραφές... 3 Εφοδιασμός από δύο δοχεία... 4 Τέσσερις εναλλακτικοί τρόποι κατάσβεσης... 4

Διαβάστε περισσότερα

Η Ελληνική Πύλη Ρομποτικής στην 77η ΔΕΘ

Η Ελληνική Πύλη Ρομποτικής στην 77η ΔΕΘ Η Ελληνική Πύλη Ρομποτικής στην 77η ΔΕΘ Για δεύτερη συνεχόμενη χρονιά η Διεθνής Έκθεση Θεσσαλονίκης φιλοξένησε την Ελληνική Πύλη Ρομποτικής σε εκθεσιακό περίπτερο στο οποίο παρουσιάστηκαν ρομποτικές εφαρμογές

Διαβάστε περισσότερα

Π3.1 ΣΧΕΔΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

Π3.1 ΣΧΕΔΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Π3.1 ΣΧΕΔΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Αριθμός Έκδοσης: ΕΚΕΤΑ ΙΜΕΤ ΕΜ Β 2014 13 Παραδοτέο ΙΜΕΤ Τίτλος Έργου: «Ολοκληρωμένο σύστημα για την ασφαλή μεταφορά μαθητών» Συγγραφέας: Δρ. Μαρία Μορφουλάκη Κορνηλία Μαρία ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ,

Διαβάστε περισσότερα

Το Διαδίκτυο των Αντικειμένων και η Δύναμη του Πλήθους (Internet of Things and Crowdsourcing)

Το Διαδίκτυο των Αντικειμένων και η Δύναμη του Πλήθους (Internet of Things and Crowdsourcing) Το Διαδίκτυο των Αντικειμένων και η Δύναμη του Πλήθους (Internet of Things and Crowdsourcing) Καθ. Σωτήρης Νικολετσέας 1,2 1 Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πατρών 2 Ινστιτούτο Τεχνολογίας

Διαβάστε περισσότερα

Η ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΤΟΥ ΧΘΕΣ ΤΟΥ ΣΗΜΕΡΑ ΚΑΙ ΤΟΥ ΜΕΛΛΟΝΤΟΣ

Η ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΤΟΥ ΧΘΕΣ ΤΟΥ ΣΗΜΕΡΑ ΚΑΙ ΤΟΥ ΜΕΛΛΟΝΤΟΣ Η ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΤΟΥ ΧΘΕΣ ΤΟΥ ΣΗΜΕΡΑ ΚΑΙ ΤΟΥ ΜΕΛΛΟΝΤΟΣ Ερευνητική εργασία 2 ου τετραμήνου 2 ο Γενικό Λύκειο Μεγάρων Σχολικό έτος :2013-2014 Σχολικό τμήμα : B 4 Υπεύθυνος καθηγητής : Σπανουδάκης Δημήτριος Θεωρητική

Διαβάστε περισσότερα

ΑΥΤΟΜΑΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΣΕ ΠΟΔΗΛΑΤΟ

ΑΥΤΟΜΑΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΣΕ ΠΟΔΗΛΑΤΟ Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΜΗΜΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΑΥΤΟΜΑΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΣΕ ΠΟΔΗΛΑΤΟ ΟΝΟΜΑΤΑ ΦΟΙΤΗΤΩΝ: ΒΟΥΡΔΕΡΗΣ ΑΝΤΩΝΙΟΣ Α.Μ: 30086 ΙΩΑΝΝΟΥ ΙΩΑΝΝΗΣ Α.Μ: 33359 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΝΙΚΟΛΑΟΥ ΓΡΗΓΟΡΗΣ Ιστορική

Διαβάστε περισσότερα

Ανίχνευση Κίνησης Παρουσίας. Κέντρο εκπαίδευσης ISC

Ανίχνευση Κίνησης Παρουσίας. Κέντρο εκπαίδευσης ISC Ανίχνευση Κίνησης Παρουσίας Κέντρο εκπαίδευσης ISC July 2009 > Ανίχνευση κίνησης και παρουσίας Περιεχόμενα Τι είναι ο ανιχνευτής κίνησης? Ανιχνευτές κίνησης & οφέλη για τον πελάτη Ανιχνευτές κίνησης στην

Διαβάστε περισσότερα

ΑΥΤΟΝΟΜΗ ΠΛΟΗΓΗΣΗ ΜΗ ΕΠΑΝΔΡΩΜΕΝΩΝ ΕΛΙΚΟΠΤΕΡΩΝ

ΑΥΤΟΝΟΜΗ ΠΛΟΗΓΗΣΗ ΜΗ ΕΠΑΝΔΡΩΜΕΝΩΝ ΕΛΙΚΟΠΤΕΡΩΝ ΑΥΤΟΝΟΜΗ ΠΛΟΗΓΗΣΗ ΜΗ ΕΠΑΝΔΡΩΜΕΝΩΝ ΕΛΙΚΟΠΤΕΡΩΝ Νίκος Ι. Βιτζηλαίος, Νίκος Χρ. Τσουρβελούδης Εργαστήριο Ευφυών Συστημάτων & Ρομποτικής Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Πολυτεχνείο Κρήτης, 731, Χανιά,

Διαβάστε περισσότερα

Σύμφωνα με το Ινστιτούτο Ρομποτικής της Αμερικής

Σύμφωνα με το Ινστιτούτο Ρομποτικής της Αμερικής ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ: ΟΡΙΣΜΟΣ: Σύμφωνα με το Ινστιτούτο Ρομποτικής της Αμερικής, ρομπότ είναι ένας αναπρογραμματιζόμενος και πολυλειτουργικός χωρικός μηχανισμός σχεδιασμένος να μετακινεί υλικά, αντικείμενα, εργαλεία

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Ρομποτική

Εισαγωγή στην Ρομποτική Τμήμα Μηχανολογίας Τ.Ε.Ι. Κρήτης Εισαγωγή στην Ρομποτική 1 Γενική περιγραφή ρομποτικού βραχίονα σύνδεσμοι αρθρώσεις αρπάγη Περιστροφική Πρισματική Βάση ρομποτικού βραχίονα 3 Βασικές ρομποτικές αρθρώσεις

Διαβάστε περισσότερα

Arduino applications for drone development & programming. 18 th Panhellenic Conference in Informatics 2 nd 4 th of October, 2014

Arduino applications for drone development & programming. 18 th Panhellenic Conference in Informatics 2 nd 4 th of October, 2014 Arduino applications for drone development & programming 18 th Panhellenic Conference in Informatics 2 nd 4 th of October, 2014 Η Ομάδας μας Παπαδόπουλος Παναγιώτης Γουλής Γεώργιος Τσαγκρινός Γεώργιος

Διαβάστε περισσότερα

ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΕΣ ΣΤΟ ΧΩΡΟ ΤΗΣ ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ

ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΕΣ ΣΤΟ ΧΩΡΟ ΤΗΣ ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΕΣ ΣΤΟ ΧΩΡΟ ΤΗΣ ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΠΑΡΙΑΝΟΥ ΘΕΟΔΩΡΑ 2014 Από πολύ νωρίς το σχήμα των οχημάτων επηρέασε σε μεγάλο βαθμό κατασκευαστές, επιστήμονες και μηχανικούς καθώς συνδέεται άμεσα με την αεροδυναμική

Διαβάστε περισσότερα

Kιβώτιο ταχυτήτων διπλού συμπλέκτη Porsche Doppelkupplung. Η ιστορία επιτυχίας του PDK: ένα bestseller σε μόλις πέντε χρόνια

Kιβώτιο ταχυτήτων διπλού συμπλέκτη Porsche Doppelkupplung. Η ιστορία επιτυχίας του PDK: ένα bestseller σε μόλις πέντε χρόνια Kιβώτιο ταχυτήτων διπλού συμπλέκτη Porsche Doppelkupplung Η ιστορία επιτυχίας του PDK: ένα bestseller σε μόλις πέντε χρόνια Στουτγάρδη. Στη δεκαετία του '80 η Porsche ανέπτυξε μια παγκόσμια τεχνολογική

Διαβάστε περισσότερα

Α.2 Μαθησιακά Αποτελέσματα Έχοντας ολοκληρώσει επιτυχώς το μάθημα οι εκπαιδευόμενοι θα είναι σε θέση να:

Α.2 Μαθησιακά Αποτελέσματα Έχοντας ολοκληρώσει επιτυχώς το μάθημα οι εκπαιδευόμενοι θα είναι σε θέση να: ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Τίτλος Μαθήματος Μεθοδολογίες και Συστήματα Βιομηχανικής Αυτοματοποίησης Κωδικός Μαθήματος Μ3 Θεωρία / Εργαστήριο Θεωρία + Εργαστήριο Πιστωτικές μονάδες 4 Ώρες Διδασκαλίας 2Θ+1Ε Τρόπος/Μέθοδοι

Διαβάστε περισσότερα

Μηχανολόγος Μηχανικός στο Α.Π.Θ.

Μηχανολόγος Μηχανικός στο Α.Π.Θ. ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Μηχανολόγος Μηχανικός στο Α.Π.Θ. Παναγιώτης Σεφερλής Αναπληρωτής Καθηγητής Έχεις το «μικρόβιο» του Μηχανικού; Dilbert 2 Επιστήμη του Μηχανολόγου

Διαβάστε περισσότερα

Απλά ευέλικτα προσιτά

Απλά ευέλικτα προσιτά Ρομποτικά σύστημα, τόσο απλά, όσο θα έπρεπε να είναι! Απλά ευέλικτα προσιτά TEXNIKEΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ: www.universal-robots.com/products Επιτέλους, ρομποτικά συστήματα, Η Universal Robots προσφέρει σημαντική

Διαβάστε περισσότερα

Ανιχνευτής εισβολής σειρά Professional Ξέρει πότε να χτυπήσει συναγερμό. Ξέρει πότε να μην χτυπήσει.

Ανιχνευτής εισβολής σειρά Professional Ξέρει πότε να χτυπήσει συναγερμό. Ξέρει πότε να μην χτυπήσει. Ανιχνευτής εισβολής σειρά Professional Ξέρει πότε να χτυπήσει συναγερμό. Ξέρει πότε να μην χτυπήσει. Τώρα και με τεχνολογία αντι-κάλυψης πολλαπλών ζωνών με ενσωματωμένο εντοπισμό ψεκασμού Απαράμιλλες τεχνολογίες

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΚΥΚΛΙΚΗ ΟΜΑΛΗ ΚΙΝΗΣΗ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΚΥΚΛΙΚΗ ΟΜΑΛΗ ΚΙΝΗΣΗ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΚΥΚΛΙΚΗ ΟΜΑΛΗ ΚΙΝΗΣΗ 1) Δυο τροχοί με ακτίνες ο πρώτος 100cm και ο δεύτερος 60cm περιστρέφονται ομαλά συνδεδεμένοι μεταξύ τους με ιμάντα. Αν η συχνότητα του πρώτου τροχού είναι 10Hz να βρεθεί

Διαβάστε περισσότερα

M m l B r mglsin mlcos x ml 2 1) Να εισαχθεί το µοντέλο στο simulink ορίζοντας από πριν στο MATLAB τις µεταβλητές Μ,m,br

M m l B r mglsin mlcos x ml 2 1) Να εισαχθεί το µοντέλο στο simulink ορίζοντας από πριν στο MATLAB τις µεταβλητές Μ,m,br ΑΣΚΗΣΗ 1 Έστω ένα σύστηµα εκκρεµούς όπως φαίνεται στο ακόλουθο σχήµα: Πάνω στη µάζα Μ επιδρά µια οριζόντια δύναµη F l την οποία και θεωρούµε σαν είσοδο στο σύστηµα. Έξοδος του συστήµατος θεωρείται η απόσταση

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ Α.Ε.Ι.

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ Α.Ε.Ι. ΙΟΥΛΙΟΣ-ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 1 ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ Α.Ε.Ι. Η πρόοδος και η ανάπτυξη της τεχνολογίας κατά τα τελευταία χρόνια οδήγησε στη σύσταση και λειτουργία εξειδικευμένων τεχνολογικών κέντρων

Διαβάστε περισσότερα

ΤΑ ΑΕΡΟΣΚΑΦΗ Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥΣ. Ειρήνη Πετράκη Δασκάλα Σύμβουλος ΣΧ.Τ.

ΤΑ ΑΕΡΟΣΚΑΦΗ Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥΣ. Ειρήνη Πετράκη Δασκάλα Σύμβουλος ΣΧ.Τ. ΤΑ ΑΕΡΟΣΚΑΦΗ ΚΑΙ Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥΣ Ειρήνη Πετράκη Δασκάλα Σύμβουλος ΣΧ.Τ. Από την αρχαιότητα, ο άνθρωπος ονειρεύτηκε να γίνει ο άρχοντας των αιθέρων. Ο Δαίδαλος και ο Ίκαρος, ο Βελλεροφόντης πάνω στο φτερωτό

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΑΤΩΝΑΣ Έργο ΓΓΕΤ 1SME2009

ΠΛΑΤΩΝΑΣ Έργο ΓΓΕΤ 1SME2009 ΠΛΑΤΩΝΑΣ Έργο ΓΓΕΤ 1SME2009 4o Συνέδριο InfoCom Green ICT 2012 ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΝΩΣΗ ΠΛΑΤΩΝΑΣ ΠΛΑΤφόρμα έξυπνου διαλογισμικού για συλλογή, ανάλυση, επεξεργασία δεδομένων από συστήματα πολλαπλών ετερογενών ΑισθητήρΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας με τη βοήθεια του απλού εκκρεμούς.

Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας με τη βοήθεια του απλού εκκρεμούς. Μ2 Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας με τη βοήθεια του απλού εκκρεμούς. 1 Σκοπός Η εργαστηριακή αυτή άσκηση αποσκοπεί στη μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας σε ένα τόπο. Αυτή η μέτρηση επιτυγχάνεται

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Κύπρου. Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ)

Πανεπιστήμιο Κύπρου. Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) Πανεπιστήμιο Κύπρου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) 26/01/2014 Συνεισφορά του κλάδους ΗΜΜΥ Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Ευρύ φάσμα γνώσεων και επιστημονικών

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4 Δυναµική: Νόµοι Κίνησης του Νεύτωνα

Κεφάλαιο 4 Δυναµική: Νόµοι Κίνησης του Νεύτωνα Κεφάλαιο 4 Δυναµική: Νόµοι Κίνησης του Νεύτωνα Δύναµη Περιεχόµενα Κεφαλαίου 4 1 ος Νόµος Κίνησης του Νεύτωνα Μάζα 2 ος Νόµος Κίνησης του Νεύτωνα 3 ος Νόµος Κίνησης του Νεύτωνα Βάρος: Η Δύναµη της Βαρύτητας

Διαβάστε περισσότερα

Τι είναι τα εξελιγμένα-έξυπνα δίκτυα-σκοπός του ΔΜΔΕ ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

Τι είναι τα εξελιγμένα-έξυπνα δίκτυα-σκοπός του ΔΜΔΕ ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Σε αναλογία με την ανάπτυξη που προέκυψε από την ψηφιοποίηση των επικοινωνιών, τα έξυπνα δίκτυα επιτρέπουν ανάλογο μετασχηματισμό στην παροχή ηλεκτρική ενέργειας Τα έξυπνα δίκτυα αξιοποιούν

Διαβάστε περισσότερα

Εργ.Αεροδυναμικής,ΕΜΠ. Καθ. Γ.Μπεργελές

Εργ.Αεροδυναμικής,ΕΜΠ. Καθ. Γ.Μπεργελές Η Τεχνολογία των Ελικοπτέρων Τι είναι τα ελικόπτερα Κατηγορίες Ελικοπτέρων Τυπικό ελικόπτερο Υβριδικό αεροσκάφος Tilt-rotor Πως λειτουργεί μιά έλικα Ι U = ταχύτητα πτήσης η σχετική ταχύτητα του αέρα ως

Διαβάστε περισσότερα

Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΣΤΟ ΔΗΜΟΤΙΚΟ ΣΧΟΛΕΙΟ

Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΣΤΟ ΔΗΜΟΤΙΚΟ ΣΧΟΛΕΙΟ Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΣΤΟ ΔΗΜΟΤΙΚΟ ΣΧΟΛΕΙΟ Συμπληρωματικό κείμενο στη θέση του Δ.Σ. της ΠΕΚαΠ για την Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση. Τελική έκδοση κειμένου: Η ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΣΤΟ ΔΗΜΟΤΙΚΟ

Διαβάστε περισσότερα

Το κινητό τηλέφωνο. Θάνος Ψαρράς. Μαθητής Β4 Γυμνασίου, Ελληνικό Κολλέγιο Θεσσαλονίκης. Επιβλέπων Καθηγητής: Κωνσταντίνος Παρασκευόπουλος

Το κινητό τηλέφωνο. Θάνος Ψαρράς. Μαθητής Β4 Γυμνασίου, Ελληνικό Κολλέγιο Θεσσαλονίκης. Επιβλέπων Καθηγητής: Κωνσταντίνος Παρασκευόπουλος Το κινητό τηλέφωνο Θάνος Ψαρράς Μαθητής Β4 Γυμνασίου, Ελληνικό Κολλέγιο Θεσσαλονίκης Επιβλέπων Καθηγητής: Κωνσταντίνος Παρασκευόπουλος Καθηγητής Πληροφορικής Ελληνικού Κολλεγίου Θεσσαλονίκης Η παρακάτω

Διαβάστε περισσότερα

Συνεργάτες μας είναι Γερμανικές Εταιρείες - Κατασκευαστές επαγγελματικού φωτισμού LED.

Συνεργάτες μας είναι Γερμανικές Εταιρείες - Κατασκευαστές επαγγελματικού φωτισμού LED. Συνεργάτες μας είναι Γερμανικές Εταιρείες - Κατασκευαστές επαγγελματικού φωτισμού LED. Τα προϊόντα που διαθέτουμε αναπτύσσονται σύμφωνα με τις ανάγκες των πελατών μας και βλέπουμε τους εαυτούς μας ως ηγέτες

Διαβάστε περισσότερα

HAIR CLIPPER ΚΟΥΡΕΥΤΙΚΕΣ. General Catalogue ΜΗΧΑΝΕΣ 2014-2015. για επαγγελματίες

HAIR CLIPPER ΚΟΥΡΕΥΤΙΚΕΣ. General Catalogue ΜΗΧΑΝΕΣ 2014-2015. για επαγγελματίες HAIR CLIPPER ΚΟΥΡΕΥΤΙΚΕΣ General Catalogue ΜΗΧΑΝΕΣ 2014-2015 για επαγγελματίες 02 Τεχνολογία Λεπτής Λεπίδας Λεπίδες X-taper οι οποίες κόβουν τις πολύ μικρές τρίχες Οι ειδικά σχεδιασμένες λεπίδες X-taper

Διαβάστε περισσότερα

UAV και οι ακρίβειες των κοινών ψηφιακών μηχανών

UAV και οι ακρίβειες των κοινών ψηφιακών μηχανών UAV και οι ακρίβειες των κοινών ψηφιακών μηχανών Γιάννης Γιαννίρης ΑΤΜ, MSc Φωτογραμμετρίας Εισήγηση στο 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών Θεσσαλονίκη 26-27-28 Σεπτεμβρίου 2014

Διαβάστε περισσότερα

Κατανοώντας την επιχειρηματική ευκαιρία

Κατανοώντας την επιχειρηματική ευκαιρία Η Επιχειρηματική Ευκαιρία Κατανοώντας την επιχειρηματική ευκαιρία Υπάρχουν έρευνες οι οποίες δείχνουν ότι στους περισσότερους επιχειρηματίες που ξεκινούν για πρώτη φορά μια επιχείρηση, τελειώνουν τα χρήματα

Διαβάστε περισσότερα

Ιπτάμενες Μηχανές. Οδηγός για το Μαθητή

Ιπτάμενες Μηχανές. Οδηγός για το Μαθητή Ιπτάμενες Μηχανές Οδηγός για το Μαθητή Το ελικόπτερο Αφού βεβαιωθείτε ότι βρίσκεστε στο περιβάλλον του εκπαιδευτικού προγράμματος, επιλέξτε «Έναυσμα». Ακολουθώντας τις οδηγίες που παρουσιάζονται στην οθόνη

Διαβάστε περισσότερα

Ανεμογεννήτρια Polaris P15 50 kw

Ανεμογεννήτρια Polaris P15 50 kw Ανεμογεννήτρια Polaris P15 50 kw Τεχνική περιγραφή Μια ανεμογεννήτρια (Α/Γ) 50kW παράγει ενέργεια για να τροφοδοτηθούν αρκετές κατοικίες. Επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να τροφοδοτηθούν με ρεύμα απομονωμένα

Διαβάστε περισσότερα

Απλά θα είναι μαζί σας...

Απλά θα είναι μαζί σας... Απλά θα είναι μαζί σας... κάθε φορά που χρειάζεστε ζεστό νερό! Τα μπόιλερ με αντλία θερμότητας της ADTHERM εχουν σχεδιαστεί για παραγωγή ζεστού νερού χρήσης με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: COP ΕΩΣ 3,2 ΒΑΣΙΖΟΜΕΝΟ

Διαβάστε περισσότερα

ιδασκαλία της Ροµποτικής Επιστήµης στη ευτεροβάθµια Εκπαίδευση Εµπειρίες από άλλα εκπαιδευτικά συστήµατα και προσαρµογή στην Ελληνική πραγµατικότητα

ιδασκαλία της Ροµποτικής Επιστήµης στη ευτεροβάθµια Εκπαίδευση Εµπειρίες από άλλα εκπαιδευτικά συστήµατα και προσαρµογή στην Ελληνική πραγµατικότητα ιδασκαλία της Ροµποτικής Επιστήµης στη ευτεροβάθµια Εκπαίδευση Εµπειρίες από άλλα εκπαιδευτικά συστήµατα και προσαρµογή στην Ελληνική πραγµατικότητα Αντώνιος Τζες Αναπληρωτής Καθηγητής Τµήµατος Ηλεκτρολόγων

Διαβάστε περισσότερα

FIRE PROTECTION NETWORK

FIRE PROTECTION NETWORK Assignment 2 FIRE PROTECTION NETWORK Μάριος Σούνδιας ΑΜ:2633 Ηλίας Ζαραφίδης ΑΜ:2496 Κωνσταντίνος Σολωμός ΑΜ: 2768 Θεμιστοκλής Θεολογίτης ΑΜ: 2775 soundias@csd.uoc.gr zarafid@csd.uoc.gr solomos@csd.uoc.gr

Διαβάστε περισσότερα

«Προγραµµατισµός του LEGO Mindstorm NXT για το διαγωνισµό "Move the Ball!"»

«Προγραµµατισµός του LEGO Mindstorm NXT για το διαγωνισµό Move the Ball!» ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΚΠ 413 / ΕΚΠ 606 ΑΥΤΟΝΟΜΟΙ ΠΡΑΚΤΟΡΕΣ Εργασία Εξαµήνου Προγραµµατισµός του LEGO Mindstorm NXT για το διαγωνισµό "Move the Ball!"

Διαβάστε περισσότερα

Σύστηµα Καθοδήγησης σε Parking DUPLINE

Σύστηµα Καθοδήγησης σε Parking DUPLINE Σύστηµα Καθοδήγησης σε Parking DUPLINE Ανιχνεύει τις ελεύθερες θέσεις πάρκινγκ και οδηγεί τον οδηγό σε αυτές από τη συντοµότερη δυνατή διαδροµή Ανίχνευση αυτοκινήτου µε αισθητήρα υπερήχων ultrasonic Ο

Διαβάστε περισσότερα

Είτε με την εγκατάσταση θαλάμου για τον οδηγό. Είτε με σύστημα που εμποδίζει τυχόν ανατροπή του περονοφόρου ανυψωτικού μηχανήματος.

Είτε με την εγκατάσταση θαλάμου για τον οδηγό. Είτε με σύστημα που εμποδίζει τυχόν ανατροπή του περονοφόρου ανυψωτικού μηχανήματος. ΠΕΡΟΝΟΦΟΡΑ ΟΧΗΜΑΤΑ Ενδυνάμωση του Τμήματος Επιθεώρησης Εργασίας καθώς και του ευρύτερου δημόσιου τομέα και των ιδιωτικών επιχειρήσεων, μεσκοπότηβελτίωσητων συνθηκών εργασίας στους τομείς των κατασκευών,

Διαβάστε περισσότερα

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΧΟΛΗΣ-----ΛΕΣΒΙΑΚΟΣ ΟΜΙΛΟΣ ΙΣΤΙΟΠΛΟΪΑΣ ΑΝΟΙΧΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΗΣ-----ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΧΟΛΗΣ

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΧΟΛΗΣ-----ΛΕΣΒΙΑΚΟΣ ΟΜΙΛΟΣ ΙΣΤΙΟΠΛΟΪΑΣ ΑΝΟΙΧΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΗΣ-----ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΚΑΦΟΣ Η μορφή των ιστιοφόρων σκαφών όπως εξελίχθηκε από τα αρχαία ξύλινα εμπορικά και πολεμικά πλοία έως τα σύγχρονα αγωνιστικά επηρεάζονταν από τους ίδιους παράγοντες. Είναι συνάρτηση της χρήσης τους,

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΘΕΣΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΗΓΡΑΦΗΣΗ

ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΘΕΣΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΗΓΡΑΦΗΣΗ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΘΕΣΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΗΓΡΑΦΗΣΗ Δρ Γιώργος Α. Δημητρίου Ευφυή Κινούμενα Ρομπότ 139 Ρομποτικός Εντοπισμός Θέσης Δεδομένα Χάρτης του περιβάλλοντος Ακολουθία παρατηρήσεων Ζητούμενο Εκτίμηση της θέσης του

Διαβάστε περισσότερα

ΦΟΡΗΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ ΑΝΑ ΜΑΘΗΤΗ. Δημόσια Διαβούλευση

ΦΟΡΗΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ ΑΝΑ ΜΑΘΗΤΗ. Δημόσια Διαβούλευση ΦΟΡΗΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ ΑΝΑ ΜΑΘΗΤΗ Δημόσια Διαβούλευση ΕΝΟΤΗΤΑ 1: Εισαγωγή Η εισαγωγή υπολογιστών στην εκπαίδευση μόνο καλό μπορεί να φέρει: Στην απλούστερη περίπτωση να σταματήσουν να τυπώνονται

Διαβάστε περισσότερα

Θεματική ενότητα: Μηχανική Τεχνική των ασκήσεων

Θεματική ενότητα: Μηχανική Τεχνική των ασκήσεων Θεματική ενότητα: Μηχανική Τεχνική των ασκήσεων ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 1. Ο όρος «σε ισορροπία» στην ενόργανη γυμναστική δηλώνει ότι το Κ.Β.Σ. βρίσκεται: α) πλησίον του σημείου ή της βάσης στήριξης

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΩΝ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΩΝ Εργαστηριακή Άσκηση 2 ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΟΣ ΔΥΝΑΜΗ Ονοματεπώνυμο: Παριανού Θεοδώρα Όνομα Πατρός: Απόστολος Αριθμός μητρώου: 1000107 Ημερομηνία Διεξαγωγής: 05/12/11 Ημερομηνία Παράδοσης:

Διαβάστε περισσότερα

Ο ΟΔΗΓΟΣ ΤΗΣ DELL ΓΙΑ ΤΗ ΦΟΡΗΤΟΤΗΤΑ

Ο ΟΔΗΓΟΣ ΤΗΣ DELL ΓΙΑ ΤΗ ΦΟΡΗΤΟΤΗΤΑ Ο ΟΔΗΓΟΣ ΤΗΣ DELL ΓΙΑ ΤΗ ΦΟΡΗΤΟΤΗΤΑ ΟΠΩΣ ΑΚΡΙΒΩΣ ΕΠΡΕΠΕ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΦΟΡΗΤΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ Θέλετε ένα φορητό υπολογιστή χωρίς συμβιβασμούς. Θέλετε να μειώσετε το χρόνο εκτός λειτουργίας με συστήματα τα οποία

Διαβάστε περισσότερα

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 3 : ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΥΣΙΜΟΥ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 3 : ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 3 : ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΥΣΙΜΟΥ Ο ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΣΤΟ Α/ΦΟΣ Ο ΚΥΡΙΟΣ ΣΚΟΠΟΣ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΣΕ ΈΝΑ ΑΕΡΟΠΛΑΝΟ ΕΊΝΑΙ (Α) Η ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΗ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ ΜΕ ΚΑΥΣΙΜΟ ΤΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Επαγγελματική μπάρα υπερύθρων υψηλής ασφάλειας

Επαγγελματική μπάρα υπερύθρων υψηλής ασφάλειας International Patent n 05014276.9 made by Η σπουδαία μικρή μπάρα Το υπέρυθρο σύστημα ανίχνευσης εισβολών PHOTON έχει θέσει ένα νέο πρότυπο για όλες τις ενεργές υπέρυθρες μπάρες της αγοράς σήμερα, κερδίζοντας

Διαβάστε περισσότερα

Νέο Ευρωπαϊκό Πρότυπο ενεργειακής απόδοσης EN50598-2

Νέο Ευρωπαϊκό Πρότυπο ενεργειακής απόδοσης EN50598-2 Νέο Ευρωπαϊκό Πρότυπο ενεργειακής απόδοσης EN50598-2 Πώς μπορείτε να επωφεληθείτε Η εξοικονόμηση ενέργειας στην βιομηχανική παραγωγή αποτελεί θέμα ιδιαίτερης αξίας. Βασική επιδίωξη και πρωταρχικός στόχος

Διαβάστε περισσότερα

Αειφορικός σχεδιασµός & κατασκευή κτιρίων

Αειφορικός σχεδιασµός & κατασκευή κτιρίων 2η Ηµερίδα για την Ελληνική Πλατφόρµα για την Έρευνα και Τεχνολογία στην Κατασκευή Αειφορικός σχεδιασµός & κατασκευή κτιρίων στο πλαίσιο των στόχων της Πλατφόρµας για την Έρευνα και Τεχνολογία στην Κατασκευή

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΚΟΠΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ

ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΚΟΠΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΚΟΠΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ Σκοπός Εργασίας Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της εξέλιξης της έρευνας πάνω στη λείανση μέχρι σήμερα, προτείνοντας λύσεις για χρήση μοναδικού

Διαβάστε περισσότερα

[ΚΑΜΨΗ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΧΕΤΕ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ;]

[ΚΑΜΨΗ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΧΕΤΕ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ;] ΠΑΠΑΘΑΝΑΣΙΟΥ Α.Ε ΜΑΙΟΣ 2013 [ΚΑΜΨΗ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΧΕΤΕ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ;] [] Του Μηχ. Μηχανικού Αγγέλου Αλέξανδρου Η σωστή ακτίνα καμπυλότητας ανά υλικό παίζει καίριο ρόλο στην βέλτιστη ποιότητα μίας καμπύλης ή κούρμπας

Διαβάστε περισσότερα

ΛΥΚΕΙΟ ΑΓΙΟΥ ΣΠΥΡΙΔΩΝΑ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ 2011-2012 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΛΥΚΕΙΟ ΑΓΙΟΥ ΣΠΥΡΙΔΩΝΑ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ 2011-2012 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟ ΑΓΙΟΥ ΠΥΡΙΔΩΝΑ ΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ 2011-2012 ΓΡΑΠΤΕ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕ ΕΞΕΤΑΕΙ ΦΥΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 31-05-2012 ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 07.45 10.15 Οδηγίες 1. Το εξεταστικό δοκίμιο αποτελείται από 9 σελίδες.

Διαβάστε περισσότερα

TRAVIS TRAFFIC VIOLATION INFORMATION SYSTEM ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΗΣΗΣ ΠΑΡΑΒΑΣΕΩΝ ΦΩΤΟΕΠΙΣΗΜΑΝΣΗΣ

TRAVIS TRAFFIC VIOLATION INFORMATION SYSTEM ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΗΣΗΣ ΠΑΡΑΒΑΣΕΩΝ ΦΩΤΟΕΠΙΣΗΜΑΝΣΗΣ TRAFFIC VIOLATION INFORMATION SYSTEM ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΗΣΗΣ ΠΑΡΑΒΑΣΕΩΝ ΦΩΤΟΕΠΙΣΗΜΑΝΣΗΣ TRAVIS-V1-2012 TRAVIS Λογισμικό Διαχείρισης Παραβάσεων Φωτοεπισήμανσης Το σύστημα διαχείρισης παραβάσεων φωτοεπισήμανσης

Διαβάστε περισσότερα

FELCO 801. www.felco801.com. Ηλεκτρικό ψαλίδι κλαδέματος. βιώστε την ταχύτητα

FELCO 801. www.felco801.com. Ηλεκτρικό ψαλίδι κλαδέματος. βιώστε την ταχύτητα FELCO 801 Ηλεκτρικό ψαλίδι κλαδέματος βιώστε την ταχύτητα www.felco801.com FELCO 801 Το ιδανικό εργαλείο για εντατική εργασία κλαδέματος 2 Κόβει γρήγορα, είναι ελαφρύ και εργονομικό. Το FELCO 801 είναι

Διαβάστε περισσότερα

4 η Εργασία F 2. 90 o 60 o F 1. 2) ύο δυνάµεις F1

4 η Εργασία F 2. 90 o 60 o F 1. 2) ύο δυνάµεις F1 4 η Εργασία 1) ύο δυνάµεις F 1 και F 2 ασκούνται σε σώµα µάζας 5kg. Εάν F 1 =20N και F 2 =15N βρείτε την επιτάχυνση του σώµατος στα σχήµατα (α) και (β). [ 2 µονάδες] F 2 F 2 90 o 60 o (α) F 1 (β) F 1 2)

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα Αυτόματου Ελέγχου

Συστήματα Αυτόματου Ελέγχου ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Συστήματα Αυτόματου Ελέγχου Ενότητα : Ψηφιακός Έλεγχος Συστημάτων Aναστασία Βελώνη Τμήμα Η.Υ.Σ Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ ΑΕΡΟΠΛΑΝΩΝ

ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ ΑΕΡΟΠΛΑΝΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ ΑΕΡΟΠΛΑΝΩΝ ΙΣΤΟΡΙΑ ΑΕΡΟΠΛΑΝΟΥ Το 19ο αιώνα κατασκευάστηκε το πρώτο αεροπλάνο από το Ρώσο εφευρέτη Α.Φ. Μοζάισκη. Η συσκευή έκανε μικρή πτήση. Αργότερα, στο τέλος του αιώνα, ο Χ. Μαξίμ στην

Διαβάστε περισσότερα

Εγχειρίδιο Χρήσης. Ασύρματο ραντάρ οπισθοπορείας TL-3036

Εγχειρίδιο Χρήσης. Ασύρματο ραντάρ οπισθοπορείας TL-3036 Εγχειρίδιο Χρήσης Ασύρματο ραντάρ οπισθοπορείας TL-3036 Περιεχόμενα Περιεχόμενα...1 Εισαγωγή...2 Χαρακτηριστικά...3 Τεχνικές Προδιαγραφές...3 Εγκατάσταση...4 Συμβουλές Εγκατάστασης Αισθητήρων...5 Τοποθέτηση

Διαβάστε περισσότερα

STUDIO VII Ηλεκτρικό Ποδήλατο Οχημα

STUDIO VII Ηλεκτρικό Ποδήλατο Οχημα STUDIO VII Ηλεκτρικό Ποδήλατο Οχημα ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: Ηλεκτρικό ποδήλατο όχημα Ηλεκτρικό είναι ένα ποδήλατο με μπαταρία, η οποία τροφοδοτεί τον ηλεκτροκινητήρα που βρίσκεται συνήθως στον μπροστινό τροχό.

Διαβάστε περισσότερα

οι έξυπνες χωροσυνθέσεις

οι έξυπνες χωροσυνθέσεις οι έξυπνες χωροσυνθέσεις κ α ι ν ο τ ο µ ί α Τα έξυπνα συστήµατα φαίνονται από τα υλικά τους. Μέταλλο και ανθεκτικό διαφανές πολυκαρβονικό είναι ο συνδυασµός που εγγυάται µεγάλη διάρκεια ζωής! Ακόµα σύνδεσµοι,

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗΣ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Ορισµοί και Ιστορικά Στοιχεία Η Ροµποτική είναι εκείνος ο κλάδος της επιστήµης του µηχανικού που ασχολείται µε τη σύλληψη, το σχεδιασµό, την κατασκευή και

Διαβάστε περισσότερα

Γεωργικά Μηχανήματα (Θεωρία)

Γεωργικά Μηχανήματα (Θεωρία) Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Γεωργικά Μηχανήματα (Θεωρία) Ενότητα 7 : Γεωργικός ελκυστήρας Συστήματα μηχανικής μετάδοσης της κίνησης Δρ. Δημήτριος Κατέρης ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 155 7.6 ΦΡΕΖΕΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 155 7.6 ΦΡΕΖΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 155 7.6 ΦΡΕΖΕΣ Η φρέζα όπως και ο τόρνος αποτελεί μία από τις βασικότερες εργαλειομηχανές ενός μηχανουργείου. Κατά την κοπή στην φρέζα, το κοπτικό εργαλείο αποκόπτει από το αντικείμενο

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΙΚΗ ΠΕΔΗΣΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΙΚΗ ΠΕΔΗΣΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΙΚΗ ΠΕΔΗΣΗ Ένα από τα πλεονεκτήματα της χρήσης των ηλεκτρικών κινητήρων για την κίνηση οχημάτων είναι η εξοικονόμηση ενέργειας κατά τη διάρκεια της πέδησης (φρεναρίσματος) του οχήματος.

Διαβάστε περισσότερα

Στρατηγική Αξιολόγησης κατά την Υλοποίηση Εκπαιδευτικού Λογισμικού

Στρατηγική Αξιολόγησης κατά την Υλοποίηση Εκπαιδευτικού Λογισμικού Στρατηγική Αξιολόγησης κατά την Υλοποίηση Εκπαιδευτικού Λογισμικού Μαρία Καραβελάκη, Γεώργιος Παπαπαναγιώτου, Γιάννα Κοντού INTE*LEARN Αγν.Στρατιώτη 46, Καλλιθέα τηλ. 95 91 853, fax. 95 72 098, e-mail:

Διαβάστε περισσότερα

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ. Διατάξεις Ημιαγωγών. Ηλ. Αιθ. 013. Αριθμητικές Μέθοδοι Διαφορικών Εξισώσεων Ηλ. Αιθ. 013

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ. Διατάξεις Ημιαγωγών. Ηλ. Αιθ. 013. Αριθμητικές Μέθοδοι Διαφορικών Εξισώσεων Ηλ. Αιθ. 013 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ακαδημαϊκό Έτος 2014-2015 Περίοδος Φεβρουαρίου 2015 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΩΡΑ 1ο-2ο ΕΞΑΜΗΝΟ 3ο-4ο ΕΞΑΜΗΝΟ 5ο-6ο

Διαβάστε περισσότερα

ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ GIESSE. Μηχανήματα κοπής και επεξεργασίας ντίζας πολυαμιδίου

ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ GIESSE. Μηχανήματα κοπής και επεξεργασίας ντίζας πολυαμιδίου ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ GIESSE Μηχανήματα κοπής και επεξεργασίας ντίζας πολυαμιδίου SPAZIO GIESSE Πρωτοποριακή μέθοδος εργασίας SPAZIO GIESSE Η πρωτοποριακή μέθοδος εργασίας που ανέπτυξε η GIESSE, και επιτρέπει τη

Διαβάστε περισσότερα

The energy market in Europe-«The role of the Greek DSO- HEDNO» Nikolaos Chatziargyriou, President and CEO of HEDNO

The energy market in Europe-«The role of the Greek DSO- HEDNO» Nikolaos Chatziargyriou, President and CEO of HEDNO The energy market in Europe-«The role of the Greek DSO- HEDNO» Nikolaos Chatziargyriou, President and CEO of HEDNO 19thRoundtable with the Government of Greece-The Economist Kυρίες και Κύριοι Πριν ξεκινήσω

Διαβάστε περισσότερα

«Τεχνολογία και Προοπτικές εξέλιξης μικρών υδροστροβίλων» Δημήτριος Παπαντώνης και Ιωάννης Αναγνωστόπουλος

«Τεχνολογία και Προοπτικές εξέλιξης μικρών υδροστροβίλων» Δημήτριος Παπαντώνης και Ιωάννης Αναγνωστόπουλος Τα μικρά Υδροηλεκτρικά Εργα γνωρίζουν τα τελευταία χρόνια σημαντική ανάπτυξη, τόσο στην Ευρώπη όσο και στον κόσμο ολόκληρο, είτε με την κατασκευή νέων ή με την ανανέωση του εξοπλισμού των υπαρχόντων σταθμών

Διαβάστε περισσότερα

Ullman JockeySeatstm Ullman Dynamics

Ullman JockeySeatstm Ullman Dynamics ΚΑΘΊΣΜΑΤΑ Ullman JockeySeats tm ΚΑΘΙΣΜΑΤΑ ΥΨΗΛΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΓΙΑ ΣΚΑΦΗ ΥΨΗΛΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ Ullman Dynamics ΚΑΘΙΣΜΑΤΑ Ullman JockeySeats ΜΕΙΩΝΟΥΝ ΤΑ ΚΡΟΥΣΤΙΚΑ ΦΟΡΤΙΑ ΣΤΟ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΣΩΜΑ Η Ullman Dynamics είναι

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογία κινητικής ανάλυσης βάδισης και ορθωτικών πελμάτων Λύσεις για επαγγελματίες

Τεχνολογία κινητικής ανάλυσης βάδισης και ορθωτικών πελμάτων Λύσεις για επαγγελματίες Τεχνολογία κινητικής ανάλυσης βάδισης και ορθωτικών πελμάτων Λύσεις για επαγγελματίες Σύστημα κινητικής ανάλυσης βάδισης (πελματογράφος). Μετρήσεις, αξιολόγηση, διάγνωση και ορθωτική θεραπεία στις παθήσεις

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΣΤΗΝ ΑΣΦΑΛΙΑ ΤΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ. Καθηγητής Κ. Ν. ΣΠΕΝΤΖΑΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΣΤΗΝ ΑΣΦΑΛΙΑ ΤΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ. Καθηγητής Κ. Ν. ΣΠΕΝΤΖΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΣΤΗΝ ΑΣΦΑΛΙΑ ΤΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ Καθηγητής Κ. Ν. ΣΠΕΝΤΖΑΣ Μέλος του Παρατηρητήριου Οδικής Ασφάλειας του ΤΕΕ Διευθυντής του Εργαστηρίου Οχημάτων ΕΜΠ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ (1) ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ

Διαβάστε περισσότερα

Μαρίνος Πορτοκαλλίδης Επιστημονικός Λειτουργός Κέντρο Επιχειρηματικής Στήριξης Κύπρου Τομέας Καινοτομίας και Επιχειρήσεων Εθνικό Σημείο Επαφής του

Μαρίνος Πορτοκαλλίδης Επιστημονικός Λειτουργός Κέντρο Επιχειρηματικής Στήριξης Κύπρου Τομέας Καινοτομίας και Επιχειρήσεων Εθνικό Σημείο Επαφής του Μαρίνος Πορτοκαλλίδης Επιστημονικός Λειτουργός Κέντρο Επιχειρηματικής Στήριξης Κύπρου Τομέας Καινοτομίας και Επιχειρήσεων Εθνικό Σημείο Επαφής του Προγράμματος HORIZON 2020, Πρόγραμμα «Πρόσβαση σε Χρηματοδότηση»

Διαβάστε περισσότερα

ΕπισκόπησητουNextGen. Τάσος Νικολέρης, U.C. Berkeley Δημήτριος Τσαμπούλας, Ε.Μ.Π.

ΕπισκόπησητουNextGen. Τάσος Νικολέρης, U.C. Berkeley Δημήτριος Τσαμπούλας, Ε.Μ.Π. ΕπισκόπησητουNextGen Τάσος Νικολέρης, U.C. Berkeley Δημήτριος Τσαμπούλας, Ε.Μ.Π. Δομήτηςπαρουσίασης NextGen και βασικές λειτουργίες Τεχνολογικός εξοπλισμός Οικονομικά κίνητρα 2 ΤοΣύστημαΕναέριαςΚυκλοφορίας

Διαβάστε περισσότερα

ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΟΔΗΓΟΣ E-LEARNING

ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΟΔΗΓΟΣ E-LEARNING ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΑΘΗΝΑ 2014 1 1. Τι είναι το e-learning; Το e-learning, η ηλεκτρονική μάθηση, είναι μια διαδικασία μάθησης και ταυτόχρονα μια μεθοδολογία εξ αποστάσεως εκπαίδευσης

Διαβάστε περισσότερα

www.ecobike.com www.lamdagreen.gr

www.ecobike.com www.lamdagreen.gr Ηλεκτρικά ποδήλατα που κατασκευάζονται στην Ισπανία με την τελευταία τεχνολογία. www.ecobike.com www.lamdagreen.gr Αντιπρόσωποι για την Ελλάδα: ΛΑΜΔΑ ΑΕ Α. Μεταξά 2 & Καλυφτάκη, Κ. Κηφισιά Τηλ: 210 620

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΣΣΕΡΑ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΕ 1 ΕΛΑΣΤΙΚΟ

ΤΕΣΣΕΡΑ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΕ 1 ΕΛΑΣΤΙΚΟ ΤΕΣΣΕΡΑ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΕ 1 ΕΛΑΣΤΙΚΟ ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΟΔΗΓΙΚΗ ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΑΠΟΔΟΣΗ ΠΡΟΗΓΜΕΝΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Η Pirelli είναι μία μάρκα με παγκόσμια αναγνωρισιμότητα για τις βασικές αξίες της, κυρίως τις επιδόσεις

Διαβάστε περισσότερα

Συνδεσιμότητα κινητού τηλεφώνου

Συνδεσιμότητα κινητού τηλεφώνου Συνδεσιμότητα κινητού τηλεφώνου Συνδεσιμότητα κινητού Wifi O όρος WIFI (Wireless Fidelity) χρησιμοποιείται για να προσδιορίσει τις συσκευές που βασίζονται στην προδιαγραφή και εκπέμπουν σε συχνότητες 2.4GHz.

Διαβάστε περισσότερα

ΛΥΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΑΡΧΕΙΟΘΕΤΗΣΗΣ ARCHIVING@CONNECT ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΑΥΛΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΙΜΟΛΟΓΗΣΗΣ PAPERLESS@CONNECT CASE STUDY PHARMATHEN SA

ΛΥΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΑΡΧΕΙΟΘΕΤΗΣΗΣ ARCHIVING@CONNECT ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΑΥΛΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΙΜΟΛΟΓΗΣΗΣ PAPERLESS@CONNECT CASE STUDY PHARMATHEN SA ΛΥΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΑΡΧΕΙΟΘΕΤΗΣΗΣ ARCHIVING@CONNECT ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΑΥΛΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΙΜΟΛΟΓΗΣΗΣ PAPERLESS@CONNECT CASE STUDY PHARMATHEN SA ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ PHARMATHEN ΑΒΕΕ... 3 2. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

Ασύρματο A/V sender στα 5,8 GHz

Ασύρματο A/V sender στα 5,8 GHz ΕΛΛΗΝΙΚΑ Ασύρματο A/V sender στα 5,8 GHz ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Για το MV7230 Θέσεις Κοντρόλ και Παρελκόμενων Λειτουργία Χρήσης Εγκατάσταση Επίλυση προβλημάτων Περισσότερες Εφαρμογές Προσοχή Χαρακτηριστικά Για το

Διαβάστε περισσότερα

ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ GOOGLE EARTH [ΠΛΟΗΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΚΤΥΠΩΣΗ ΑΕΡΟΦΩΤΟΓΡΑΦΙΩΝ]

ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ GOOGLE EARTH [ΠΛΟΗΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΚΤΥΠΩΣΗ ΑΕΡΟΦΩΤΟΓΡΑΦΙΩΝ] ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ GOOGLE EARTH [ΠΛΟΗΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΚΤΥΠΩΣΗ ΑΕΡΟΦΩΤΟΓΡΑΦΙΩΝ] Τι είναι το Google Earth Το Google Earth είναι λογισμικό-εργαλείο γραφικής απεικόνισης, χαρτογράφησης και εξερεύνησης

Διαβάστε περισσότερα

Βασικές Έννοιες Πληροφορικής

Βασικές Έννοιες Πληροφορικής Βασικές Έννοιες Πληροφορικής 1. Τι είναι ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής Ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής είναι οποιαδήποτε συσκευή μεγάλη ή μικρή που επεξεργάζεται δεδομένα και εκτελεί την εργασία του σύμφωνα με

Διαβάστε περισσότερα

ANTIOΛΙΣΘΗΡΟΤΗΤΑ. Υπάρχουν 2 μέθοδοι δοκιμής, σύμφωνα με τις προδιαγραφές DIN. DIN 51097

ANTIOΛΙΣΘΗΡΟΤΗΤΑ. Υπάρχουν 2 μέθοδοι δοκιμής, σύμφωνα με τις προδιαγραφές DIN. DIN 51097 ANTIOΛΙΣΘΗΡΟΤΗΤΑ Υπάρχουν πολλά τεστ που, με τη χρήση διαφόρων συσκευών μέτρησης, μετρούν πράγματα όπως είναι ο συντελεστής στατικής ή δυναμικής τριβής, η αντίσταση σε ολίσθηση ή η επιφανειακή τραχύτητα.

Διαβάστε περισσότερα

Δελτίο Τύπου. Νέα καινοτομία από την κορυφαία εταιρεία στον

Δελτίο Τύπου. Νέα καινοτομία από την κορυφαία εταιρεία στον Δελτίο Τύπου Νέα καινοτομία από την κορυφαία εταιρεία στον Ιούλιος, 2014 κλάδο της τεχνολογίας : H Bosch λανσάρει τέσσερα δισεκατομμύρια αισθητήρες MEMS. Τεχνολογία κλειδί για το διαδίκτυο των αντικειμένων

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Χρήση των RPAS (Remotely Piloted Aircraft Systems) Για την Προστασία Κρίσιµων Υποδοµών και την Επιτήρηση των Συνόρων Σχης ε.α Κούτρας Νικόλαος Ηλεκτρολόγος Μηχανικός 1 ΑΝΑΛΥΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ Χρήσητων

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΕΚΝΩΝ ΕΛΛΗΝΩΝ ΤΟΥ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΚΑΙ ΤΕΚΝΩΝ ΕΛΛΗΝΩΝ ΥΠΑΛΛΗΛΩΝ ΣΤΟ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΠΕΜΠΤΗ 10 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2015 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ:

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1 Ενότητα # 1: Βασικές έννοιες Μπλόκ διαγράμματα Δ. Δημογιαννόπουλος, dimogian@teipir.gr Επ. Καθηγητής Τμήματος Μηχανικών

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή.

Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή. Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή Αντικείμενο της εργασίας είναι η σχεδίαση και κατασκευή του ηλεκτρονικού τμήματος της διάταξης μέτρησης των θερμοκρασιών σε διάφορα σημεία ενός κινητήρα Ο στόχος είναι η ανάκτηση του

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Ενότητα 2.4 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΙ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ ΣΤΟΧΟΙ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Ενότητα 2.4 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΙ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ενότητα 2.4 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΙ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ ΣΤΟΧΟΙ Μετά την ολοκλήρωση της ενότητας αυτής θα μπορείτε: Να περιγράφετε την αρχή λειτουργίας ενός υδραυλικού αυτοματισμού. Να εξηγείτε τη λειτουργία ενός

Διαβάστε περισσότερα

ΜΑΘΗΜΑ: ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ ΠΡΟΙΌΝΤΩΝ ΞΥΛΟΥ ΚΑΙ ΕΠΙΠΛΟΥ ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ

ΜΑΘΗΜΑ: ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ ΠΡΟΙΌΝΤΩΝ ΞΥΛΟΥ ΚΑΙ ΕΠΙΠΛΟΥ ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΟΥ ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ & ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ ΠΡΟΙΌΝΤΩΝ ΞΥΛΟΥ ΚΑΙ ΕΠΙΠΛΟΥ Έρευνα μάρκετινγκ Τιμολόγηση Ανάπτυξη νέων προϊόντων ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ Τμηματοποίηση της αγοράς Κανάλια

Διαβάστε περισσότερα

Το διαστημόπλοιο. Γνωστικό Αντικείμενο: Φυσική (Δυναμική σε μία διάσταση - Δυναμική στο επίπεδο) Τάξη: Α Λυκείου

Το διαστημόπλοιο. Γνωστικό Αντικείμενο: Φυσική (Δυναμική σε μία διάσταση - Δυναμική στο επίπεδο) Τάξη: Α Λυκείου Το διαστημόπλοιο Γνωστικό Αντικείμενο: Φυσική (Δυναμική σε μία διάσταση - Δυναμική στο επίπεδο) Τάξη: Α Λυκείου Χρονική Διάρκεια Προτεινόμενη χρονική διάρκεια σχεδίου εργασίας: 5 διδακτικές ώρες Διδακτικοί

Διαβάστε περισσότερα

ENOTHTA 1: ΚΡΟΥΣΕΙΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

ENOTHTA 1: ΚΡΟΥΣΕΙΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο : ΚΡΟΥΣΕΙΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ DOPPLER ENOTHT 1: ΚΡΟΥΣΕΙΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ Κρούση: Κρούση ονομάζουμε το φαινόμενο κατά το οποίο δύο ή περισσότερα σώματα έρχονται σε επαφή για πολύ μικρό χρονικό διάστημα κατά

Διαβάστε περισσότερα

Fire Suppression Systems Συστήματα Πυρόσβεσης CO2 με Ηλεκτροβαλβίδα (Solenoid)

Fire Suppression Systems Συστήματα Πυρόσβεσης CO2 με Ηλεκτροβαλβίδα (Solenoid) CO 2 - FW Fire Suppression Systems Συστήματα Πυρόσβεσης CO2 με Ηλεκτροβαλβίδα (Solenoid) ΤΕΧΝΙΚΟ ΦΥΛΛΑΔΙΟ #DOC 2013/CO2/FWR/Rev. 1.0 ΓΕΝΙΚΗ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα άοσμο, άχρωμο,

Διαβάστε περισσότερα

Περιγραφή της 3 ης εργαστηριακής εφαρμογής: ρομποτικό σύστημα LEGO NXT

Περιγραφή της 3 ης εργαστηριακής εφαρμογής: ρομποτικό σύστημα LEGO NXT www.robolab.tuc.gr Περιγραφή της 3 ης εργαστηριακής εφαρμογής: ρομποτικό σύστημα LEGO NXT ΜΠΔ, 9 Ο Εξάμηνο Σάββας Πιπερίδης 1. Το ρομποτικό σύστημα LEGO NXT περισσότερες πληροφορίες: http://mindstorms.lego.com/

Διαβάστε περισσότερα

Μονάδα νερού 42N ΝΈΑ ΓΕΝΙΆ ΚΟΜΨΌΤΗΤΑ, ΥΨΗΛΉ ΑΠΌΔΟΣΗ, ΆΝΕΣΗ

Μονάδα νερού 42N ΝΈΑ ΓΕΝΙΆ ΚΟΜΨΌΤΗΤΑ, ΥΨΗΛΉ ΑΠΌΔΟΣΗ, ΆΝΕΣΗ Μονάδα νερού 42N ΝΈΑ ΓΕΝΙΆ ΚΟΜΨΌΤΗΤΑ, ΥΨΗΛΉ ΑΠΌΔΟΣΗ, ΆΝΕΣΗ ΣΙΓΟΥΡΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΧΑΡΗ ΣΤΗΝ ΥΨΗΛΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Το IDROFAN εναρμονίζεται άριστα με τα νέα πρότυπα για κτίρια χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης,

Διαβάστε περισσότερα

Διοίκηση Επιχειρήσεων

Διοίκηση Επιχειρήσεων 10 η Εισήγηση Δημιουργικότητα - Καινοτομία 1 1.Εισαγωγή στη Δημιουργικότητα και την Καινοτομία 2.Δημιουργικό Μάνατζμεντ 3.Καινοτομικό μάνατζμεντ 4.Παραδείγματα δημιουργικότητας και καινοτομίας 2 Δημιουργικότητα

Διαβάστε περισσότερα