Ранние прототипические вызовы «MVP» RC Macking Dummy
Когда инженеры Dartmouth разработали свой популярный манекен для ретуширования RC, «итеративное прототипирование» было названием игры так же, как и «футбол».
За последние несколько лет сотрясение в футболе стало проблемой с горячими кнопками. В результате, защитники здоровья и инженеры стремятся использовать технологии для защиты игроков от травм головы. Например, Ридделл включил датчики в шлемы через свою систему InSite, которая предупреждает тренеров по беспроводной сети, когда игрок испытывает необычайно сильный удар головой. Однако такие технологии не являются предметом споров, поскольку НФЛ неоднократно ставит под сомнение надежность такой технологии.
У футболиста Дартмута, Бадди Тевенс, была другая идея, как решить эту проблему. Его видение заключалось в том, чтобы обеспечить тщательную практику, не рискуя причинить ненужные травмы игрокам в этом процессе. Он попросил помощи в Инженерной школе Тейера, и двое учеников подошли: Куинн Коннелл и Эллиот Кастнер.
Полученный в результате продукт, Мобильный Виртуальный Игрок (или «MVP» для краткости) является человеческим, самокорректирующимся и реактивным устройством RC, которое может быть сбито игроками неоднократно.
Но добраться до современного дизайна, доступного для команд, сегодня требовали некоторого воображения, некоторой смазки локтя и много итеративного прототипирования. Вот краткое изложение некоторых основных проблем, с которыми столкнулась команда в первые дни программы MVP в лабораториях в Дартмуте.
База Ballbot (AKA «Что не работает»)
Целью проекта было создание всенаправленного робота, который мог бы имитировать непредсказуемые движения человека. Поскольку робот должен был оставаться в вертикальном положении, команда считала, что мяч для этого приложения будет подходящим. Боллботы могут балансировать на одном шаровом колесе. Основная идея держать этих роботов в вертикальном положении подобна таковой перевернутого маятника.
Шаровой мяч использует механизм обратной связи, чтобы оставаться в вертикальном положении. Изображение предоставлено robohub
Хотя эти роботы являются всенаправленными, проворными и маневренными, существуют определенные проблемы при использовании ballbot в качестве манекена для роботизированного маневра. Во-первых, они активно пытаются оставаться в вертикальном положении. Это не является желаемой особенностью для манекена, поскольку игроки не должны сражаться с роботом, который динамически стабилен.
Во-вторых, им нужен был робот, который мог появиться сразу после каждого снасти. И, в-третьих, после экспериментов со множеством различных наполненных воздухом шаров и 3D-печатных компонентов команда пришла к выводу, что движение шара привело к отвратительной тяге на траве и, как правило, дрейфовало, а не резко поворачивалось.
Так, по словам Куинна Коннелла (Quinn Connell), директора по инженерным проектам MVP, «Сначала мы начали с шарикового привода, но проблемы интерфейсов привели нас к возвращению к более традиционному колесному дизайну. Мы оказались в пределах электрических двигателей, которые доступны и заканчиваются индивидуальным проектированием нашего собственного двигателя и приводного поезда в соответствии с нашими спецификациями ».
Это изменение было связано с тем, что он мог использовать действительно всенаправленную систему, но допускал гораздо более реалистичное движение для манекена в целом.
Приключения в прототипировании: снова создавать старые идеи
Команда использовала пассивный механизм, чтобы держать робота в вертикальном положении. Интересно, что механизм стабилизации, который они искали, был использован в нескольких линиях детских игрушек с логотипом Weebles, который был впервые представлен в 1971 году. «Weibles wobble, но они не падают», была популярной фразой из эти игрушки в 1970-х годах.
У Weeble обычно яйцевидная форма с почти гладкой нижней полусферой. Как показано на следующем рисунке, нижняя часть Weeble выполнена из материала (m 2), который намного тяжелее материала, используемого для верхней части (m 1). Это очень сильно снижает центр масс Уэйбла. Таким образом, когда Weeble «взмахивает», центр масс проявляет силу, а полушарообразное дно позволяет игрушке вернуться в стабильное положение.
Принцип действия Weeble. Изображение предоставлено KD Schroeder (CC BY-SA 3.0), Википедия
Основанный на этом дизайне пусковой манекен, используя доступные готовые компоненты. Выливая зеленую пену в форму, команда построила конус с высотой человека с закругленным основанием, в котором для стабилизации использовались большие куски стали.
Они также изначально использовали встроенную систему радиосвязи для дистанционного управления роботом и использовали автомобильную батарею для питания тяжелого робота и проведения начальных испытаний. Но робот был (неудивительно) недостаточно проворным, и еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем они смогут претендовать на действительно действующий прототип.
От академиков до рынка
Запустив кампанию Kickstarter, они собрали 5000 долларов для дальнейшего развития своего устройства. Видео на странице привлекло большое внимание, и многие сообщества и тренеры требовали получить «MVP» манекена для своей команды.
Прототип, который они выпустили, составлял около 70 килограммов и имел максимальную скорость 32 километра в час, которая была близка к скорости человеческого игрока. Он может вращаться на месте и перемещаться между препятствиями по указанию RC-контроллера на обочине.
Для получения дополнительной информации о разработке MVP-устройства, в том числе о том, как они обрабатывали crowdfunding и участие общественности, не пропустите наше полное интервью с инженером MVP по инженерии Куинн Коннелл, на следующей неделе на AAC!