सहयोगी रोबोट्सच्या एकात्मिक संयुक्त मोटर नियंत्रणावरील संशोधन

१.१ संशोधनाची पार्श्वभूमी

विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या वेगवान प्रगतीमुळे,बुद्धिमान क्षमतासतत सुधारणा होत असल्याने, स्मार्ट मॅन्युफॅक्चरिंग औद्योगिक विकासातील एक प्रमुख प्रवाह बनत आहे. उदाहरणार्थ, चीनच्या माहिती उद्योग मंत्रालयाने प्रसिद्ध केलेल्या आकडेवारीनुसार, २०२३ मध्ये देशांतर्गत स्मार्ट मॅन्युफॅक्चरिंगने ११.६% ची उल्लेखनीय वाढ साधली आहे—हे या क्षेत्रातील राष्ट्राच्या सातत्यपूर्ण प्रयत्नांचे आणि तांत्रिक नवोपक्रमाचे द्योतक आहे. शिवाय, स्मार्ट मॅन्युफॅक्चरिंग उद्योगांमधील नवोपक्रमांची संख्या लक्षणीयरीत्या वाढली आहे, ज्यात उच्च-स्तरीय उपकरण निर्मिती, प्रगत साहित्य आणि पर्यावरण तंत्रज्ञान यांसारख्या क्षेत्रांचा समावेश आहे, जे या उद्योगाची चैतन्यता आणि सखोल परिवर्तन दर्शवते. या प्रवाहाने केवळ पारंपरिक उत्पादन पद्धतींमध्येच क्रांती घडवून आणली नाही, तर औद्योगिक उन्नतीला गती दिली आहे, ज्यामुळे कार्यक्षमता आणि गुणवत्ता दोन्ही वाढली आहे. वाढत्या प्रमाणात, स्वयंचलित उत्पादन लाइन आणि औद्योगिक रोबोट मानवी श्रमाची जागा घेत आहेत.

च्या प्रगतीसहबुद्धिमान उत्पादन युगऔद्योगिक रोबोट्सची अत्यंत स्वयंचलित आणि बुद्धिमान तांत्रिक वैशिष्ट्ये उत्पादन उद्योगाच्या उच्च अचूकता, कार्यान्वयन सुलभता आणि उत्पादन प्रक्रियेतील लवचिकतेच्या वाढत्या मागण्यांशी पूर्णपणे जुळतात. यामुळे उत्पादनात त्यांचे महत्त्व वाढले आहे, आणि ते औद्योगिक परिवर्तन व उन्नयनाला चालना देणारी एक निर्णायक शक्ती बनले आहेत. सहयोगी रोबोट्स—जी औद्योगिक उपकरणे मशीन-टू-मशीन आणि मानव-रोबोट दोन्ही प्रकारचे सहकार्य साधण्यास सक्षम आहेत—त्यांच्या स्वायत्त वर्तनामुळे आणि सहयोगी क्षमतांमुळे रोबोटिक्स संशोधनात एक प्रमुख केंद्रबिंदू म्हणून उदयास आले आहेत, ज्यामुळे भविष्यातील औद्योगिक रोबोटिक्समध्ये ते एक प्रमुख भूमिका बजावण्यासाठी सज्ज झाले आहेत. सहयोगी रोबोट तंत्रज्ञानामध्ये, सर्वो मोटरच्या कामगिरीचे मापदंड—ज्यात टॉर्क प्रतिसाद गती, टॉर्क अचूकता, स्थितीची अचूकता, वीज वापर आणि तापमान स्थिरता यांचा समावेश आहे—रोबोटच्या हालचालीची कार्यक्षमता, स्थिरता आणि अचूकता थेट निश्चित करतात. रोबोट्सचा ऊर्जास्रोत म्हणून, सर्वो प्रणालींच्या कामगिरीचा हालचालीची अचूकता आणि विश्वासार्हतेवर गंभीर परिणाम होतो. विशेषतः, जॉइंट सर्वो मोटर्स स्थितीची अचूकता साधण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. एक उत्कृष्ट जॉइंट सर्वो मोटर गुंतागुंतीच्या कामांदरम्यान अचूक स्थिती आणि स्थिर हालचाल सुनिश्चित करते, ज्यामुळे कार्यान्वयन कार्यक्षमता वाढते आणि त्रुटी कमी होतात.

“रोबोट उद्योग विकासासाठीची १४ वी पंचवार्षिक योजना” बुद्धिमान एकात्मिक रोबोटिक जॉइंट्सवरील संशोधनाला चालना देण्यावर भर देते, कारण असे जॉइंट्स विशेषतः सहयोगी रोबोट्ससाठी उपयुक्त आहेत. त्यांच्या अत्यंत एकात्मिक डिझाइन संकल्पनेमध्ये, मूळ ॲक्ट्युएटर्स, सेन्सर्स आणि ड्रायव्हर्स थेट जॉइंटमध्येच समाविष्ट केले जातात, ज्यामुळे प्रत्येक जॉइंट एक स्वतंत्र नियंत्रण युनिट बनतो. अंतर्गत रचना आणि मांडणी अनुकूलित करून, वितरित नियंत्रण आर्किटेक्चर प्रणालीच्या विविध स्तरांमधील केबल्सची संख्या लक्षणीयरीत्या कमी करते, ज्यामुळे देखभालीचा खर्च कमी होतो आणि एकूण विश्वसनीयता वाढते. मॉड्यूलर डिझाइनमुळे जॉइंट्सची बदली आणि देखभाल करणे देखील सोपे होते, ज्यामुळे सहयोगी रोबोट्सची बाजारपेठेतील स्पर्धात्मकता मोठ्या प्रमाणात वाढते.

सहयोगी रोबोट्सची संकल्पना१९९६ मध्ये याची प्रथम ओळख झाली, आणि याच्या डिझाइन तत्त्वज्ञानाने उत्पादन मार्गांवर (production lines) रोबोट्स आणि मानवांमध्ये समन्वित कार्यांना सक्षम करून पारंपरिक रोबोटिक्समध्ये क्रांती घडवून आणली. हा सहयोगी दृष्टिकोन केवळ रोबोट्सची कार्यक्षमता आणि अचूकता यांचाच फायदा घेत नाही, तर मानवी बुद्धिमत्ता आणि लवचिकता यांनाही एकत्रित करतो, ज्यामुळे कार्यान्वयन कार्यक्षमता आणि सुलभता वाढते. पारंपरिक औद्योगिक रोबोट्सच्या तुलनेत, सहयोगी रोबोट्स वेगळी वैशिष्ट्ये दर्शवतात, ज्यामुळे ते रोबोटिक्स क्षेत्रात एक महत्त्वपूर्ण उपश्रेणी म्हणून स्वतःला स्थापित करतात. त्यांच्या भौतिक रचना आणि नियंत्रण प्रणाली या दोन्हींमध्ये मोठे बदल झाले आहेत. पारंपरिक औद्योगिक रोबोट्स—जसे की आकृती १ मध्ये दर्शविलेली रोबोटिक आर्मची रचना—मुख्यतः पॅलेटायझिंग, मटेरियल हँडलिंग, वेल्डिंग आणि लेझर कटिंगच्या कामांमध्ये वापरले जातात. या रोबोट्समध्ये उच्च दृढता, संरचनात्मक स्थिरता आणि मजबूत भार-वहन क्षमता असली तरी, त्यांच्या काही मर्यादा देखील आहेत: तुलनेने मोठा आकार आणि वस्तुमान, लक्षणीय गतीज जडत्व, कमी लवचिकतेसह अवजड रचना आणि अत्यंत चपळाईने जोडणीची कामे करण्याची असमर्थता. याव्यतिरिक्त, त्यांची लक्षणीय जडत्वीय गती आणि उच्च-गतीच्या हालचालींमुळे त्यांच्या कार्यक्षेत्रातील कर्मचाऱ्यांसाठी मोठे सुरक्षा धोके निर्माण होतात, ज्यामुळे त्यांना बंदिस्त जागेतच काम करणे आवश्यक ठरते.

आकृती १ पारंपारिक औद्योगिक रोबोटिक हात आणि सहयोगी रोबोट

सहयोगी रोबोट्स सामायिक जागांमध्ये मानवांसोबत एकाच वेळी काम करण्यास सक्षम करतात आणि सहयोगी क्षेत्रांमध्ये जवळून संवाद साधण्यास मदत करतात. पारंपरिक रोबोटिक आर्म्सच्या तुलनेत, सहयोगी रोबोट्स सामान्यतः त्यांच्या एंड इफेक्टरवर २० किलोचा कमाल भार सहन करतात आणि त्यांची कार्यकक्षा मानवी हाताच्या आवाक्याशी तुलना करण्याजोगी असते. गुंतागुंतीच्या ट्रान्समिशन यंत्रणा असलेल्या पारंपरिक औद्योगिक रोबोटिक आर्म्सच्या तुलनेत त्यांची रचना सोपी असते, तसेच ते संवेदनशील फोर्स फीडबॅक, हलकेपणाची लवचिकता आणि मजबूत संवेदन क्षमता प्रदान करतात. या वैशिष्ट्यांमुळे ते मानवी संवादादरम्यान गतिशीलपणे बल समायोजित करू शकतात, ज्यामुळे हिंसक नुकसान प्रभावीपणे टाळता येते. परिणामी, सहयोगी रोबोट्स पारंपरिक सुरक्षा अडथळ्यांची आवश्यकता न भासता, कामे पूर्ण करण्यासाठी मानवांसोबत सुरक्षितपणे सहयोग करू शकतात.

सहयोगी रोबोट थेट मानवी संपर्कात राहून कार्य करतात; त्यामुळे, मानव-रोबोट सहकार्यामध्ये सुरक्षितता ही एक अपरिहार्य गरज आहे. कर्मचाऱ्यांच्या दुखापती टाळण्यासाठी, विद्युत प्रवाह नियंत्रण, टॉर्क नियंत्रण, संपर्क सेन्सर्स आणि टक्कर ओळख यांसारख्या तांत्रिक उपाययोजनांचा वापर करून, कार्यान्वयन शक्ती आणि रोटेशनल टॉर्कवर काटेकोरपणे नियंत्रण ठेवणे आवश्यक आहे. सुरक्षितता व्यवस्थापनासाठी रोबोटच्या इंटेलिजेंट ड्राइव्ह कंट्रोल सिस्टीममध्येही अधिक सुधारणा करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून डायनॅमिक गणना आणि ऑब्झर्वर-आधारित मॉडेलिंगद्वारे अनुकूल आणि सुलभ नियंत्रण शक्य होईल.

अलीकडील एका अभ्यासात, इंटरनॅशनल फेडरेशन ऑफ रोबोटिक्सने (IFR) असे अधोरेखित केले आहे की भविष्यातील रोबोट विकासात प्रामुख्याने साधेपणा, वापरसुलभता, लवचिकता आणि सुरक्षित सहयोग या दिशेने कल दिसून येईल. औद्योगिक रोबोट्स टप्प्याटप्प्याने ऑटोमेशन आणि बुद्धिमत्तेची उच्च पातळी गाठतील; त्यांची वापरकर्ता-अनुकूल रचना कार्यान्वयनातील अडथळे कमी करेल, ज्यामुळे अधिक उद्योगांना उत्पादन कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी रोबोटिक्स तंत्रज्ञानाचा सहजपणे लाभ घेता येईल. त्याच वेळी, लवचिकता आणि सुरक्षित सहयोग क्षमता असलेल्या रचनांमुळे रोबोट्स विविध आणि गुंतागुंतीच्या उत्पादन वातावरणाशी अधिक चांगल्या प्रकारे जुळवून घेऊ शकतील, ज्यामुळे मानव-रोबोट सहयोगाला चालना मिळेल आणि औद्योगिक उत्पादनाच्या बुद्धिमान व कार्यक्षम विकासाला अधिक गती मिळेल.

आकृती २: सहयोगी रोबोटचे कार्यक्षेत्र

१.२ संशोधनाचे महत्त्व

सध्याच्या सहयोगी रोबोटिक्स बाजारपेठेत, सात-डिग्री-ऑफ-फ्रीडम रोबोट्सना त्यांच्या विस्तृत कार्यक्षेत्र आणि लवचिकतेमुळे पसंती दिली जाते. हे रोबोट्स अतिरिक्त डिग्री ऑफ फ्रीडम प्रदान करतात, ज्यामुळे औद्योगिक ऑटोमेशन आणि स्मार्ट मॅन्युफॅक्चरिंगसाठी अधिक क्षमता निर्माण होते. प्रत्येक डिग्री ऑफ फ्रीडम एका रोबोटिक जॉइंटद्वारे साध्य केली जाते, जो रोबोटिक कार्यक्षमता निश्चित करण्यात एक महत्त्वपूर्ण घटक म्हणून काम करतो. चार प्रमुख उत्पादक—फॅनुक, एबीबी, यास्कावा आणि कुका—यांपैकी प्रत्येकजण त्यांच्या पारंपरिक औद्योगिक रोबोटिक आर्म्समध्ये वेगवेगळ्या ट्रान्समिशन सिस्टीम वापरतो; तथापि, ते मूलतः रोटेशनसाठी जॉइंट्सना शक्ती प्रसारित करण्याकरिता बेव्हल गिअर्स, स्पर गिअर्स किंवा सिंक्रोनस बेल्ट्ससोबत जोडलेल्या सर्वो मोटर्सचा वापर करतात. या ट्रान्समिशन पद्धती रोबोटिक जॉइंट्सच्या आकारावर मर्यादा घालतात. उच्च अचूकता प्राप्त करणे शक्य असले तरी, लघुकरण आव्हानात्मक राहते. आकृती ३ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, पारंपरिक औद्योगिक रोबोट्सना मोटर सर्वो ड्राइव्ह्स असलेल्या बाह्य कंट्रोल कॅबिनेटची आवश्यकता असते, ज्यात प्रत्येक मोटरला कॅबिनेटशी जोडणाऱ्या असंख्य तारा असतात, ज्यामुळे कंट्रोल सिस्टीमच्या लवचिक तैनातीवर मर्यादा येतात.

आकृती ३ पारंपारिक औद्योगिक रोबोट आणि नियंत्रण कॅबिनेट

औद्योगिक रोबोटिक आर्म्सची पारंपरिक जॉइंट रचना आता सहयोगी रोबोट्सच्या गरजा पूर्ण करू शकत नाही, हे लक्षात घेता, या जॉइंट्सनी पारंपरिक ट्रान्समिशन यंत्रणा सोडून एका नवीन डिझाइन तत्त्वज्ञानाचा स्वीकार केला आहे. हा दृष्टिकोन, कंट्रोलर, सर्वो ड्रायव्हर आणि मोटर यांना जॉइंटमध्येच एकत्रित करून, हलक्या वजनाच्या, कमी-व्होल्टेजच्या आणि अत्यंत एकात्मिक प्रणाली साध्य करण्यावर लक्ष केंद्रित करतो, ज्यामध्ये आवश्यक विद्युत जोडण्या देखील अंतर्गतरीत्याच केलेल्या असतात. केवळ कमीत कमी कंट्रोल इंटरफेस बाहेर उघड केलेले असतात, ज्यामुळे बाह्य वायरिंग सोपी होते आणि अभियांत्रिकी गुंतागुंत कमी होते. अशा डिझाइनला एकात्मिक जॉइंट (integrated joint) असे म्हटले जाते.

सहयोगी रोबोट जॉइंट्सच्या सध्याच्या विकासाच्या गरजा आणि ट्रेंड्स पाहता, एक हलका, कमी-व्होल्टेज, अत्यंत एकात्मिक आणि उच्च-कार्यक्षमतेचा सहयोगी रोबोट जॉइंट डिझाइन करणे विशेषतः महत्त्वाचे आहे. अशा एकात्मिक जॉइंटमध्ये जॉइंटच्या हालचालीसाठी आवश्यक असलेले सर्व महत्त्वाचे घटक—ज्यात ॲक्ट्युएटर्स, कंट्रोलर्स, ड्रायव्हर्स आणि सेन्सर्स यांचा समावेश आहे—समावलेले असतात आणि तो एक स्वतंत्र मॉड्यूल म्हणून स्वतंत्रपणे कार्य करू शकतो. जेव्हा साध्या पॉवर आणि कंट्रोल बसेसद्वारे मुख्य कंट्रोलर किंवा इतर मॉड्यूल्सशी जोडले जाते, तेव्हा ही अत्यंत सुसंगत पण कमी-कपलिंग असलेली रचना सहयोगी रोबोट्सची स्केलेबिलिटी लक्षणीयरीत्या वाढवते. या एकात्मिक मॉड्यूलर जॉइंटचा वापर करून आणि त्याला योग्य आकाराच्या रोबोटिक आर्म्स आणि एंड-इफेक्टर्ससोबत जोडून, ​​विविध गरजांनुसार तयार केलेले सहयोगी रोबोट्स सहजपणे एकत्र जोडले जाऊ शकतात.

आकृती ४ मॉड्युलर जॉइंटचा योजनाबद्ध आराखडा

सहयोगी रोबोट्सच्या एकात्मिक सांध्यांवरील आणि त्यांच्या सर्वो नियंत्रण प्रणालींवरील संशोधन हे सहयोगी रोबोटिक्सच्या प्रगतीसाठी अत्यंत महत्त्वाचे आहे. या एकात्मिक सांध्यांच्या मुख्य तंत्रज्ञानामध्ये दोन प्रमुख घटकांचा समावेश आहे: हार्मोनिक रिड्यूसर आणि जॉइंट मोटर ड्राइव्ह-कंट्रोल सिस्टीम, सोबतच त्यांचे संबंधित नियंत्रण अल्गोरिदम. झिक्सिन ड्राइव्ह टेक्नॉलॉजी (शिजियाझुआंग) कंपनी लिमिटेड आपले संशोधन सहयोगी रोबोट्ससाठीच्या जॉइंट मोटर ड्राइव्ह-कंट्रोल सिस्टीमवर केंद्रित करते आणि जॉइंट मोटर ड्राइव्ह व नियंत्रण यंत्रणांचा सखोल अभ्यास करते. ही कंपनी अत्यंत बुद्धिमान एकात्मिक रोबोट जॉइंट मोटर उत्पादनांची एक मालिका विकसित करत आहे, जी सहयोगी रोबोटच्या सांध्यांसाठी अधिक लवचिक आणि विश्वासार्ह नियंत्रण क्षमता सक्षम करते. तसेच, यामध्ये स्व-संवेदन, बुद्धिमान निर्णयक्षमता, कुशल अंमलबजावणी आणि अचूक नियंत्रण यांसारख्या महत्त्वपूर्ण वैशिष्ट्यांचा समावेश करून स्मार्ट उपकरणांच्या विकासाच्या मागण्या पूर्ण केल्या जातात.

२ देशांतर्गत आणि आंतरराष्ट्रीय स्तरावरील संशोधनाची सद्यस्थिती

१९५६ मध्ये, अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ जो एंगलबर्गर आणि संशोधक जॉर्ज डेव्होल यांनी युनिमेशन नावाची रोबोटिक्स कंपनी स्थापन केली, जिने १९५९ मध्ये जगातील पहिला औद्योगिक रोबोट—युनिमेट—यशस्वीरित्या विकसित केला.

जनरल मोटर्सने १९६१ मध्ये न्यू जर्सी येथील आपल्या कारखान्यात औद्योगिक उत्पादनात प्रथम रोबोट्सचा वापर सुरू केला. १९६९ मध्ये, जपानने युनिमेशनकडून रोबोट्स आणले आणि नंतर जपान व यूकेमध्ये अनुक्रमे रोबोट निर्मिती कार्यांसाठी कावासाकी हेवी इंडस्ट्रीज आणि यूके-स्थित कुकाई कॉर्पोरेशनला आपल्या तंत्रज्ञानाचा परवाना दिला. जपानच्या वाहन उद्योगाच्या प्रगतीमुळे, उत्पादनात मानवी श्रमाची जागा अधिकाधिक रोबोट्सनी घेतली आहे, ज्यामुळे त्यांचे व्यावहारिक मूल्य पूर्णपणे सिद्ध झाले आहे. परिणामी, जपानने औद्योगिक रोबोटिक्स विकासावर वाढता भर दिला आहे. रोबोट तंत्रज्ञानाचा अवलंब करणारी अग्रणी कंपनी कावासाकी हेवी इंडस्ट्रीजपासून सुरुवात करून, त्यानंतर फॅनुक (FANUC) आणि यास्कावा (Yaskawa) यांसारख्या जगप्रसिद्ध रोबोटिक्स कंपन्यांच्या उदयानंतर, जपान जागतिक स्तरावर अत्याधुनिक रोबोटिक तंत्रज्ञानावर प्रभुत्व मिळवणाऱ्या राष्ट्रांपैकी एक बनले आहे.

१९७३ मध्ये, जर्मन कंपनी कुकाने युनिमेट रोबोटमध्ये बदल करून इलेक्ट्रिक मोटरवर चालणारा पहिला सहा-डिग्री-ऑफ-फ्रीडम रोबोट, फॅम्युलस, तयार केला. १९७४ मध्ये, स्वीडिश जनरल इलेक्ट्रिकल कंपनी आसियाने (एबीबीची पूर्ववर्ती) मायक्रोप्रोसेसरद्वारे नियंत्रित, जगातील पहिला पूर्णपणे इलेक्ट्रिक रोबोट, आयआरबी ६, विकसित केला, ज्यामुळे रोबोटिक बुद्धिमत्तेत लक्षणीय वाढ झाली. १९७८ मध्ये, अमेरिकेतील युनिमेशन कंपनीने जनरल मोटर्सच्या असेंब्ली लाईन्सवर आपला प्युमा औद्योगिक रोबोट मोठ्या प्रमाणावर तैनात केला, ज्यामुळे औद्योगिक रोबोट्सची उपयुक्तता आणि मूल्य अधिक स्पष्ट झाले आणि औद्योगिक रोबोटिक्स तंत्रज्ञानाची पूर्ण परिपक्वता अधोरेखित झाली, ज्यामुळे पुढील तांत्रिक प्रगतीसाठी एक भक्कम पाया घातला गेला.

औद्योगिक रोबोटिक्सच्या विकासाच्या चार दशकांहून अधिक काळात, तांत्रिक प्रगती सातत्याने होत आली आहे. तथापि, सुरक्षिततेच्या कारणास्तव, रोबोट्सना सामान्यतः विशिष्ट कार्यस्थानांवर स्थिर केले जाते आणि संरक्षक कठड्यांनी वेगळे ठेवले जाते, ज्यामुळे ते एकाच जागेत मानवांसोबत काम करू शकत नाहीत. ही पारंपरिक रचना मानव-रोबोट सहकार्याला मर्यादित करते, ज्यामुळे खऱ्या अर्थाने कार्यक्षम सहकारी कार्ये साध्य करणे कठीण होते. अनेक प्रयत्न आणि संशोधनानंतरही, औद्योगिक रोबोटिक्सच्या क्षेत्रात सुरक्षित मानव-रोबोट सहकार्य साध्य करणे हे एक मोठे आव्हान राहिले आहे.

२००५ पर्यंत युरोपियन युनियन-अनुदानित एका मोठ्या प्रकल्पाने सहयोगी रोबोटची संकल्पना मांडली नव्हती. या उपक्रमाने एबीबी, कुका, रेइस, कोमाऊ आणि गुडेल यांसारख्या आघाडीच्या औद्योगिक रोबोटिक्स कंपन्यांना एकत्र आणले, जेणेकरून लहान आणि मध्यम आकाराच्या उद्योगांसाठी खास तयार केलेला एक परवडणारा, संक्षिप्त आणि लवचिक रोबोट संयुक्तपणे विकसित करता येईल, ज्याचा उद्देश बाह्य मनुष्यबळावरील अवलंबित्व कमी करणे हा होता. या प्रकल्पाने मानव-रोबोट सहकार्याची क्षमता स्पष्टपणे अधोरेखित केली आणि सहयोगी रोबोटच्या संकल्पनेसाठी एक भक्कम पाया घातला.

सुरुवातीचे सहयोगी रोबोट हे प्रामुख्याने पारंपरिक औद्योगिक रोबोट्सचे सुधारित आणि उपयोजित प्रकार होते, ज्यात त्यांच्या डिझाइन तत्त्वज्ञानात किंवा कार्यपद्धतींमध्ये मूलभूत बदल केले गेले नव्हते. २००५ मध्ये स्थापन झाल्यापासून, युनिव्हर्सल रोबोट्स मानवी कामगारांसोबत सुरक्षितपणे काम करण्यास सक्षम असलेले सहयोगी रोबोट्स विकसित करण्यासाठी समर्पित आहे. २००९ मध्ये, कंपनीने UR5—जगातील पहिला सहयोगी रोबोट—सादर केला आणि या युगाची सुरुवात केली. त्यानंतर, रिथिंकने दुहेरी हातांचा बॅक्स्टर आणि नवीन एक-हाती सॉयर रोबोट सादर केले, ज्यामुळे औद्योगिक रोबोटिक्समध्ये सहयोगी रोबोटिक्स हळूहळू एक मान्यताप्राप्त आणि स्वीकृत शाखा म्हणून स्थापित झाले. या प्रगतीने भविष्यातील औद्योगिक स्वचालन आणि बुद्धिमान विकासासाठी नवीन अंतर्दृष्टी आणि दिशा प्रदान केल्या आहेत.

आकृती ५: यूआर५ रोबोट आणि सॉयर बॅक्स्टर रोबोट

चायनीज ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या शेनयांग इन्स्टिट्यूट ऑफ ऑटोमेशनशी संलग्न असलेल्या सियासुन रोबोट कंपनीने, नोव्हेंबर २०१५ मध्ये इंडस्ट्रियल एक्स्पोमध्ये चीनच्या प्रगत तांत्रिक पातळीचे प्रतिनिधित्व करणारा सात-अक्षीय लवचिक सहयोगी रोबोट प्रथमच प्रदर्शित केला. तेव्हापासून, लुओशी आणि आओबो सारख्या अनेक देशांतर्गत सहयोगी रोबोट मॉडेल्सना हळूहळू मान्यता मिळाली आहे.

रोबोटिक सांध्यांच्या बाबतीत, सहयोगी रोबोटचे सांधे आणि पारंपरिक अवजड औद्योगिक रोबोटचे सांधे यांच्यातील मुख्य फरक त्यांच्या "लवचिकते"मध्ये असतो. ही लवचिकता कमी यांत्रिक ताठरता, कमी जडत्व आणि टॉर्क ओळखण्याच्या क्षमतेद्वारे दिसून येते. सध्या, सहयोगी रोबोटिक हातांमध्ये वापरली जाणारी सांध्यांची लवचिकता प्रामुख्याने अचूक स्थिती नियंत्रण आणि टॉर्क नियंत्रणातून येते.

आकृती ६ सहयोगी रोबोटमधील एकात्मिक सांध्याची ठराविक रचना

सध्याच्या संशोधनाचा आढावा घेतल्यास असे दिसून येते की, चीनचा रोबोटिक्स विकास अमेरिका आणि जपानसारख्या देशांच्या तुलनेत उशिरा सुरू झाला. सहयोगी रोबोट्सवरील संशोधन अजूनही विद्यमान आंतरराष्ट्रीय उत्पादनांच्या तुलनेत खूप मागे आहे, ज्यातील मुख्य अडथळे हार्मोनिक रिड्यूसर आणि जॉइंट मोटर ड्राइव्ह नियंत्रण प्रणालींमध्ये आहेत. देशांतर्गत सहयोगी रोबोट्सच्या जॉइंट नियंत्रण क्षमतांमध्ये, विशेषतः नियंत्रणाची अचूकता आणि बुद्धिमान नियंत्रणाच्या बाबतीत, सुधारणेला सध्या मोठा वाव आहे. शिवाय, जागतिक रोबोटिक्स संशोधनातील प्रवाह दर्शवतात की सुरक्षितता, लवचिकता आणि बुद्धिमत्ता ही तांत्रिक प्रगतीची प्रमुख वैशिष्ट्ये आहेत. रोबोटचे सांधे अत्यंत एकात्मिक ड्राइव्ह-नियंत्रण प्रणाली आणि अधिक बुद्धिमत्तेच्या दिशेने विकसित होत आहेत. जरी सहयोगी रोबोटच्या सांध्यांनी पारंपरिक केंद्रीकृत नियंत्रणातून वितरित ड्राइव्ह-नियंत्रण आर्किटेक्चरमध्ये संक्रमण केले असले तरी, ते सध्या केवळ मोटर-चालित क्रिया पार पाडतात आणि त्यांच्यामध्ये स्वायत्त आकलन, बुद्धिमान निर्णयक्षमता आणि कुशल अंमलबजावणी या क्षमतांचा अभाव आहे—परिणामी बुद्धिमत्तेची पातळी तुलनेने कमी आहे. बुद्धिमान रोबोटिक्स प्रणालींच्या मागणीत वाढ होण्याची मोठी शक्यता अजूनही आहे.