సహకార రోబోట్‌ల సమీకృత జాయింట్ మోటార్ నియంత్రణపై పరిశోధన

1.1 పరిశోధన నేపథ్యం

విజ్ఞాన, సాంకేతిక రంగాలలో వేగవంతమైన పురోగతితో,తెలివైన సామర్థ్యాలుస్మార్ట్ తయారీ నిరంతరం మెరుగుపడుతూ, పారిశ్రామిక అభివృద్ధిలో ఒక ప్రధాన ధోరణిగా మారుతోంది. ఉదాహరణకు, చైనా సమాచార పరిశ్రమ మంత్రిత్వ శాఖ విడుదల చేసిన గణాంకాల ప్రకారం, 2023లో దేశీయ స్మార్ట్ తయారీ రంగం 11.6% అద్భుతమైన వృద్ధిని సాధించింది—ఇది ఈ రంగంలో దేశం యొక్క నిరంతర ప్రయత్నాలకు మరియు సాంకేతిక ఆవిష్కరణలకు నిదర్శనం. అంతేకాకుండా, స్మార్ట్ తయారీ సంస్థలలో ఆవిష్కరణల సంఖ్య గణనీయంగా పెరిగింది. అత్యాధునిక పరికరాల తయారీ, అధునాతన పదార్థాలు మరియు పర్యావరణ సాంకేతికతలు వంటి రంగాలలో ఇది విస్తరించి, ఈ పరిశ్రమ యొక్క చైతన్యాన్ని మరియు ప్రగాఢ పరివర్తనను ప్రతిబింబిస్తోంది. ఈ ధోరణి సాంప్రదాయ తయారీ ఉత్పత్తి పద్ధతులలో విప్లవాత్మక మార్పులు తీసుకురావడమే కాకుండా, పారిశ్రామిక ఉన్నతీకరణను వేగవంతం చేసి, సామర్థ్యాన్ని మరియు నాణ్యతను రెండింటినీ మెరుగుపరిచింది. క్రమంగా, ఆటోమేటెడ్ ఉత్పత్తి లైన్లు మరియు పారిశ్రామిక రోబోట్లు మానవ శ్రమ స్థానాన్ని భర్తీ చేస్తున్నాయి.

పురోగతితోతెలివైన తయారీ యుగంపారిశ్రామిక రోబోట్‌ల యొక్క అత్యంత స్వయంచాలిత మరియు తెలివైన సాంకేతిక లక్షణాలు, ఉత్పాదక పరిశ్రమ యొక్క పెరుగుతున్న అధిక కచ్చితత్వం, కార్యాచరణ సౌలభ్యం మరియు ఉత్పత్తి ప్రక్రియలలో సౌలభ్యం వంటి డిమాండ్లకు సరిగ్గా సరిపోతాయి. ఇది ఉత్పాదక రంగంలో వాటి ప్రాముఖ్యతను పెంచింది, పారిశ్రామిక పరివర్తన మరియు ఉన్నతీకరణను నడిపించే కీలక శక్తిగా వాటిని మార్చింది. సహకార రోబోట్‌లు—యంత్రం-యంత్రం మరియు మానవ-రోబోట్ సహకారం రెండింటినీ సాధించగల పారిశ్రామిక పరికరాలు—వాటి స్వయంప్రతిపత్తి ప్రవర్తన మరియు సహకార సామర్థ్యాల కారణంగా రోబోటిక్స్ పరిశోధనలో ఒక ముఖ్యమైన అంశంగా ఉద్భవించాయి, భవిష్యత్ పారిశ్రామిక రోబోటిక్స్‌లో ఆధిపత్య పాత్ర పోషించడానికి వాటిని సిద్ధం చేస్తున్నాయి. సహకార రోబోట్ టెక్నాలజీలో, టార్క్ ప్రతిస్పందన వేగం, టార్క్ కచ్చితత్వం, పొజిషనింగ్ కచ్చితత్వం, విద్యుత్ వినియోగం మరియు ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం వంటి సర్వో మోటార్ పనితీరు కొలమానాలు ఒక రోబోట్ యొక్క చలన సామర్థ్యం, ​​స్థిరత్వం మరియు కచ్చితత్వాన్ని నేరుగా నిర్ధారిస్తాయి. రోబోట్‌లకు శక్తి కేంద్రంగా, సర్వో వ్యవస్థల పనితీరు చలన కచ్చితత్వం మరియు విశ్వసనీయతపై తీవ్ర ప్రభావం చూపుతుంది. ముఖ్యంగా, పొజిషనింగ్ కచ్చితత్వాన్ని సాధించడంలో జాయింట్ సర్వో మోటార్లు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. ఒక అద్భుతమైన జాయింట్ సర్వో మోటార్ సంక్లిష్టమైన పనుల సమయంలో కచ్చితమైన పొజిషనింగ్ మరియు స్థిరమైన చలనాన్ని నిర్ధారిస్తుంది, తద్వారా కార్యాచరణ సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది మరియు లోపాలను తగ్గిస్తుంది.

“రోబోట్ పరిశ్రమ అభివృద్ధి కోసం 14వ పంచవర్ష ప్రణాళిక” తెలివైన సమీకృత రోబోటిక్ జాయింట్లపై పరిశోధనను ముందుకు తీసుకెళ్లాలని నొక్కి చెబుతోంది, ఇటువంటి జాయింట్లు ముఖ్యంగా సహకార రోబోట్‌లకు చాలా అనుకూలంగా ఉంటాయి. వాటి అత్యంత సమీకృత రూపకల్పన విధానం, అంతర్లీన యాక్యుయేటర్లు, సెన్సార్లు మరియు డ్రైవర్లను నేరుగా జాయింట్‌లోనే పొందుపరుస్తుంది, తద్వారా ప్రతి జాయింట్‌ను ఒక స్వతంత్ర నియంత్రణ యూనిట్‌గా మారుస్తుంది. అంతర్గత నిర్మాణం మరియు లేఅవుట్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా, ఈ వికేంద్రీకృత నియంత్రణ నిర్మాణం వివిధ సిస్టమ్ స్థాయిల మధ్య కేబుళ్ల సంఖ్యను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది, తద్వారా నిర్వహణ ఖర్చులను తగ్గించి, మొత్తం విశ్వసనీయతను పెంచుతుంది. ఈ మాడ్యులర్ డిజైన్ జాయింట్ల భర్తీ మరియు నిర్వహణను కూడా సులభతరం చేస్తుంది, ఇది సహకార రోబోట్‌ల మార్కెట్ పోటీతత్వాన్ని గణనీయంగా పెంచుతుంది.

దిసహకార రోబోట్‌ల భావన1996లో మొదటిసారిగా పరిచయం చేయబడిన సహకార రోబోట్‌ల రూపకల్పన విధానం, ఉత్పత్తి శ్రేణులపై రోబోట్‌లు మరియు మానవుల మధ్య సమన్వయ కార్యకలాపాలను సాధ్యం చేయడం ద్వారా సాంప్రదాయ రోబోటిక్స్‌లో విప్లవాత్మక మార్పులు తీసుకువచ్చింది. ఈ సహకార విధానం రోబోట్‌ల సామర్థ్యాన్ని మరియు కచ్చితత్వాన్ని ఉపయోగించుకోవడమే కాకుండా, మానవ మేధస్సును మరియు సౌలభ్యాన్ని కూడా అనుసంధానించి, కార్యాచరణ సామర్థ్యాన్ని మరియు సులభత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. సాంప్రదాయ పారిశ్రామిక రోబోట్‌లతో పోలిస్తే, సహకార రోబోట్‌లు విలక్షణమైన లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తూ, రోబోటిక్స్ రంగంలో ఒక ముఖ్యమైన ఉపవర్గంగా స్థిరపడ్డాయి. వాటి భౌతిక నిర్మాణాలు మరియు నియంత్రణ వ్యవస్థలు రెండూ గణనీయమైన మార్పులకు గురయ్యాయి. చిత్రం 1లో చూపిన రోబోటిక్ ఆర్మ్ కాన్ఫిగరేషన్‌ల వంటి సాంప్రదాయ పారిశ్రామిక రోబోట్‌లు ప్రధానంగా ప్యాలెటైజింగ్, మెటీరియల్ హ్యాండ్లింగ్, వెల్డింగ్ మరియు లేజర్ కటింగ్ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడతాయి. ఈ రోబోట్‌లు అధిక దృఢత్వం, నిర్మాణ స్థిరత్వం మరియు బలమైన బరువు మోసే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్నప్పటికీ, అవి కొన్ని పరిమితులను కూడా కలిగి ఉన్నాయి: సాపేక్షంగా పెద్ద పరిమాణం మరియు ద్రవ్యరాశి, గణనీయమైన చలన జడత్వం, తక్కువ సౌలభ్యంతో కూడిన స్థూలమైన రూపకల్పనలు మరియు అత్యంత చురుకైన అసెంబ్లీ పనులను చేయలేకపోవడం. అదనంగా, వాటి గణనీయమైన జడత్వ వేగం మరియు అధిక-వేగ కదలికలు వాటి కార్యాచరణ పరిధిలోని సిబ్బందికి గణనీయమైన భద్రతా ప్రమాదాలను కలిగిస్తాయి, అందువల్ల వాటిని మూసి ఉన్న ప్రదేశాలలో మాత్రమే నడపడం అవసరం.

చిత్రం 1 సాంప్రదాయ పారిశ్రామిక రోబోటిక్ చేతులు మరియు సహకార రోబోట్లు

సహకార రోబోట్లు ఉమ్మడి ప్రదేశాలలో మానవులతో ఏకకాలంలో పనిచేయడానికి వీలు కల్పిస్తాయి మరియు సహకార మండలాలలో దగ్గరి పరస్పర చర్యను సులభతరం చేస్తాయి. సాంప్రదాయ రోబోటిక్ ఆర్మ్‌లతో పోలిస్తే, సహకార రోబోట్లు సాధారణంగా వాటి ఎండ్ ఎఫెక్టర్‌ వద్ద గరిష్టంగా 20 కిలోల భారాన్ని మోస్తాయి, మరియు వాటి కార్యాచరణ పరిధి మానవ చేయి అందే పరిధికి సమానంగా ఉంటుంది. సంక్లిష్టమైన ప్రసార యంత్రాంగాలను కలిగి ఉండే సాంప్రదాయ పారిశ్రామిక రోబోటిక్ ఆర్మ్‌ల కంటే వీటి నిర్మాణం సరళంగా ఉంటుంది, అదే సమయంలో సున్నితమైన ఫోర్స్ ఫీడ్‌బ్యాక్, తేలికపాటి సౌలభ్యం మరియు పటిష్టమైన గ్రహణ సామర్థ్యాలను అందిస్తుంది. ఈ లక్షణాలు మానవ పరస్పర చర్యల సమయంలో బలాన్ని డైనమిక్‌గా సర్దుబాటు చేయడానికి వీలు కల్పిస్తాయి, తద్వారా తీవ్రమైన నష్టాన్ని సమర్థవంతంగా నివారిస్తాయి. ఫలితంగా, సహకార రోబోట్లు సాంప్రదాయ భద్రతా అవరోధాలు అవసరం లేకుండా పనులను పూర్తి చేయడానికి మానవులతో సురక్షితంగా సహకరించగలవు.

సహకార రోబోట్లు మానవులతో ప్రత్యక్ష సంపర్క కార్యకలాపాలలో పాల్గొంటాయి; అందువల్ల, మానవ-రోబోట్ సహకారంలో భద్రత అనేది ఒక అనివార్యమైన అవసరం. సిబ్బందికి గాయాలు కాకుండా నిరోధించడానికి, కరెంట్ నియంత్రణ, టార్క్ నియంత్రణ, కాంటాక్ట్ సెన్సార్లు మరియు ఘర్షణ గుర్తింపు వంటి సాంకేతిక చర్యలను ఉపయోగిస్తూ, కార్యాచరణ శక్తిని మరియు భ్రమణ టార్క్‌ను కఠినంగా నియంత్రించడం చాలా అవసరం. భద్రతా నిర్వహణ కోసం రోబోట్ల యొక్క తెలివైన డ్రైవ్ నియంత్రణ వ్యవస్థలకు కూడా మరింత ఆప్టిమైజేషన్ అవసరం, ఇది డైనమిక్ గణనలు మరియు అబ్జర్వర్-ఆధారిత మోడలింగ్ ద్వారా అనుకూలమైన సున్నితమైన నియంత్రణను సాధ్యం చేస్తుంది.

ఇటీవలి ఒక అధ్యయనంలో, ఇంటర్నేషనల్ ఫెడరేషన్ ఆఫ్ రోబోటిక్స్ (IFR) భవిష్యత్ రోబోట్ అభివృద్ధి ప్రధానంగా సరళత, వాడుకలో సౌలభ్యం, నమ్యత మరియు సురక్షిత సహకారం వంటి ధోరణులను ప్రదర్శిస్తుందని నొక్కి చెప్పింది. పారిశ్రామిక రోబోట్లు క్రమంగా ఉన్నత స్థాయి ఆటోమేషన్ మరియు మేధస్సును సాధిస్తాయి; వాటి యూజర్-ఫ్రెండ్లీ డిజైన్ కార్యాచరణ అడ్డంకులను తగ్గిస్తుంది, తద్వారా మరిన్ని సంస్థలు ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి రోబోటిక్స్ టెక్నాలజీని అప్రయత్నంగా ఉపయోగించుకోగలుగుతాయి. అదే సమయంలో, నమ్యత మరియు సురక్షిత సహకార సామర్థ్యాలు కలిగిన డిజైన్లు, రోబోట్లు విభిన్న మరియు సంక్లిష్టమైన ఉత్పత్తి వాతావరణాలకు మెరుగ్గా అనుగుణంగా మారడానికి వీలు కల్పిస్తాయి, తద్వారా మానవ-రోబోట్ సహకారాన్ని సులభతరం చేస్తూ, పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి యొక్క తెలివైన మరియు సమర్థవంతమైన అభివృద్ధిని మరింత ముందుకు తీసుకువెళ్తాయి.

పటం 2: సహకార రోబోట్ యొక్క పని చేసే ప్రాంతం

1.2 పరిశోధన ప్రాముఖ్యత

ప్రస్తుత సహకార రోబోటిక్స్ మార్కెట్‌లో, ఏడు-డిగ్రీల-స్వేచ్ఛ గల రోబోట్‌లు వాటి విస్తృత కార్యాచరణ పరిధి మరియు సౌలభ్యం కారణంగా ప్రాధాన్యతను పొందుతున్నాయి. ఈ రోబోట్‌లు అదనపు డిగ్రీల స్వేచ్ఛను అందిస్తాయి, పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ మరియు స్మార్ట్ తయారీకి గొప్ప సామర్థ్యాన్ని కల్పిస్తాయి. ప్రతి డిగ్రీ స్వేచ్ఛ ఒక రోబోటిక్ జాయింట్ ద్వారా సాధించబడుతుంది, ఇది రోబోటిక్ పనితీరును నిర్ణయించడంలో ఒక కీలక అంశంగా పనిచేస్తుంది. నాలుగు ప్రధాన తయారీదారులు—ఫానుక్, ఏబీబీ, యస్కావా, మరియు కూకా—తమ సాంప్రదాయ పారిశ్రామిక రోబోటిక్ ఆర్మ్‌లలో విభిన్నమైన ట్రాన్స్‌మిషన్ వ్యవస్థలను ఉపయోగిస్తాయి; అయినప్పటికీ, అవి భ్రమణం కోసం జాయింట్‌లకు శక్తిని ప్రసారం చేయడానికి, ప్రాథమికంగా సర్వో మోటార్లను బెవెల్ గేర్లు, స్పర్ గేర్లు, లేదా సింక్రోనస్ బెల్ట్‌లతో జతచేసి ఉపయోగిస్తాయి. ఈ ట్రాన్స్‌మిషన్ పద్ధతులు రోబోటిక్ జాయింట్‌ల పరిమాణాన్ని పరిమితం చేస్తాయి. అధిక కచ్చితత్వాన్ని సాధించడం సాధ్యమైనప్పటికీ, సూక్ష్మీకరణ ఇప్పటికీ సవాలుగానే ఉంది. పటం 3లో చూపినట్లుగా, సాంప్రదాయ పారిశ్రామిక రోబోట్‌లకు మోటార్ సర్వో డ్రైవ్‌లను కలిగి ఉన్న బాహ్య కంట్రోల్ క్యాబినెట్‌లు అవసరం, ప్రతి మోటారును క్యాబినెట్‌కు అనుసంధానించే అనేక వైర్లు ఉంటాయి, తద్వారా నియంత్రణ వ్యవస్థల సౌకర్యవంతమైన విస్తరణను ఇది పరిమితం చేస్తుంది.

చిత్రం 3 సాంప్రదాయ పారిశ్రామిక రోబోట్ మరియు నియంత్రణ క్యాబినెట్

పారిశ్రామిక రోబోటిక్ ఆర్మ్‌ల సాంప్రదాయ జాయింట్ కాన్ఫిగరేషన్‌లు ఇకపై సహకార రోబోట్‌ల అవసరాలను తీర్చలేవు కాబట్టి, ఈ జాయింట్లు సాంప్రదాయ ట్రాన్స్‌మిషన్ మెకానిజమ్‌లను విడిచిపెట్టి, ఒక నూతన డిజైన్ తత్వాన్ని అవలంబించాయి. ఈ విధానం, కంట్రోలర్, సర్వో డ్రైవర్ మరియు మోటార్‌ను జాయింట్‌లోనే ఏకీకృతం చేయడం ద్వారా తేలికైన, తక్కువ-వోల్టేజ్ మరియు అత్యంత సమీకృత వ్యవస్థలను సాధించడంపై దృష్టి పెడుతుంది. దీనిలో అంతర్లీన విద్యుత్ కనెక్షన్‌లు కూడా అంతర్గతంగానే అమలు చేయబడతాయి. అతి తక్కువ సంఖ్యలో కంట్రోల్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లు మాత్రమే బయటకు కనిపిస్తాయి, ఇది బాహ్య వైరింగ్‌ను సులభతరం చేసి, ఇంజనీరింగ్ సంక్లిష్టతను తగ్గిస్తుంది. ఇటువంటి డిజైన్‌ను ఇంటిగ్రేటెడ్ జాయింట్ అని అంటారు.

సహకార రోబోట్ జాయింట్‌లలో ప్రస్తుత అభివృద్ధి అవసరాలు మరియు పోకడలను దృష్టిలో ఉంచుకుని, తేలికైన, తక్కువ-వోల్టేజ్, అత్యంత సమీకృత, మరియు అధిక-పనితీరు గల సమీకృత సహకార రోబోట్ జాయింట్‌ను రూపొందించడం చాలా కీలకం. అటువంటి సమీకృత జాయింట్, జాయింట్ కదలికకు అవసరమైన యాక్యుయేటర్లు, కంట్రోలర్లు, డ్రైవర్లు, మరియు సెన్సార్లతో సహా అన్ని ముఖ్యమైన భాగాలను కలిగి ఉంటుంది మరియు ఒక స్వతంత్ర మాడ్యూల్‌గా పనిచేయగలదు. సాధారణ పవర్ మరియు కంట్రోల్ బస్సుల ద్వారా ప్రధాన కంట్రోలర్‌కు లేదా ఇతర మాడ్యూళ్లకు అనుసంధానించినప్పుడు, ఈ అత్యంత పొందికైన ఇంకా తక్కువ-కప్లింగ్ డిజైన్ సహకార రోబోట్‌ల స్కేలబిలిటీని గణనీయంగా పెంచుతుంది. ఈ సమీకృత మాడ్యులర్ జాయింట్‌ను ఉపయోగించి, దానిని తగిన పరిమాణంలో ఉన్న రోబోటిక్ ఆర్మ్‌లు మరియు ఎండ్-ఎఫెక్టర్‌లతో జత చేయడం ద్వారా, వివిధ అవసరాలకు అనుగుణంగా రూపొందించిన సహకార రోబోట్‌లను సులభంగా సమీకరించవచ్చు.

పటం 4 మాడ్యులర్ జాయింట్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

సహకార రోబోట్‌ల కోసం సమీకృత కీళ్ళు మరియు వాటి సర్వో నియంత్రణ వ్యవస్థలపై పరిశోధన, సహకార రోబోటిక్స్ పురోగతికి అత్యంత ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉంది. ఈ సమీకృత కీళ్ళ యొక్క ప్రధాన సాంకేతికతలు రెండు కీలక భాగాలను కలిగి ఉంటాయి: హార్మోనిక్ రిడ్యూసర్‌లు మరియు జాయింట్ మోటార్ డ్రైవ్-కంట్రోల్ సిస్టమ్‌లు, వాటికి సంబంధించిన నియంత్రణ అల్గారిథమ్‌లతో పాటు. జిక్సిన్ డ్రైవ్ టెక్నాలజీ (షిజియాజువాంగ్) కో., లిమిటెడ్. తన పరిశోధనను సహకార రోబోట్‌ల కోసం జాయింట్ మోటార్ డ్రైవ్-కంట్రోల్ సిస్టమ్‌లపై కేంద్రీకరిస్తూ, జాయింట్ మోటార్ డ్రైవ్ మరియు నియంత్రణ యంత్రాంగాలపై లోతైన అధ్యయనాలను నిర్వహిస్తోంది. ఈ సంస్థ, స్వీయ-గ్రహణశక్తి, తెలివైన నిర్ణయం తీసుకోవడం, నైపుణ్యంతో కూడిన అమలు మరియు కచ్చితమైన నియంత్రణ వంటి కీలక లక్షణాలను పొందుపరుస్తూ, సహకార రోబోట్ కీళ్ళకు మరింత సరళమైన మరియు నమ్మకమైన నియంత్రణ సామర్థ్యాలను అందించే అత్యంత తెలివైన సమీకృత రోబోట్ జాయింట్ మోటార్ ఉత్పత్తుల శ్రేణిని అభివృద్ధి చేస్తోంది—తద్వారా స్మార్ట్ పరికరాల అభివృద్ధి యొక్క అవసరాలను తీరుస్తోంది.

2 దేశీయంగా మరియు అంతర్జాతీయంగా ప్రస్తుత పరిశోధన స్థితి

1956లో, అమెరికన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త జో ఎంగెల్‌బర్గర్ మరియు ఆవిష్కర్త జార్జ్ డెవోల్ కలిసి యునిమేషన్ అనే రోబోటిక్స్ కంపెనీని స్థాపించారు, ఇది 1959లో ప్రపంచంలోనే మొట్టమొదటి పారిశ్రామిక రోబోట్ అయిన యునిమేట్‌ను విజయవంతంగా అభివృద్ధి చేసింది.

జనరల్ మోటార్స్ 1961లో తన న్యూజెర్సీ ప్లాంట్‌లో పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో మొట్టమొదటిసారిగా రోబోట్‌లను ప్రవేశపెట్టింది. 1969లో, జపాన్ యునిమేషన్ నుండి రోబోట్‌లను పరిచయం చేసింది, ఆ తర్వాత దాని సాంకేతికతను వరుసగా జపాన్ మరియు యుకెలలో రోబోట్ తయారీ కార్యకలాపాల కోసం కవాసకి హెవీ ఇండస్ట్రీస్ మరియు యుకె ఆధారిత కుకై కార్పొరేషన్‌కు లైసెన్స్ ఇచ్చింది. జపాన్ ఆటోమోటివ్ పరిశ్రమ పురోగమించడంతో, ఉత్పత్తిలో మానవ శ్రమ స్థానంలోకి రోబోట్‌ల సంఖ్య పెరిగి, వాటి ఆచరణాత్మక విలువను పూర్తిగా ప్రదర్శించాయి. ఫలితంగా, జపాన్ పారిశ్రామిక రోబోటిక్స్ అభివృద్ధిపై అధిక ప్రాధాన్యతను ఇచ్చింది. రోబోట్ సాంకేతికతను స్వీకరించడంలో కవాసకి హెవీ ఇండస్ట్రీస్ మార్గదర్శకుడిగా నిలవగా, ఆ తర్వాత ఫ్యానుక్ మరియు యాస్కావా వంటి ప్రపంచ ప్రఖ్యాత రోబోటిక్స్ కంపెనీల ఆవిర్భావంతో, జపాన్ ప్రపంచవ్యాప్తంగా అత్యాధునిక రోబోటిక్ సాంకేతికతలలో నైపుణ్యం సాధించిన దేశాలలో ఒకటిగా మారింది.

1973లో, జర్మన్ కంపెనీ కూకా (KUKA), యునిమేట్ రోబోట్‌ను సవరించి, విద్యుత్ మోటారుతో నడిచే మొట్టమొదటి ఆరు-డిగ్రీల-స్వేచ్ఛ గల రోబోట్ అయిన ఫ్యాములస్‌ను సృష్టించింది. 1974లో, స్వీడన్‌కు చెందిన ఒక సాధారణ విద్యుత్ కంపెనీ అయిన ఏసియా (ASEA) (ఏబీబీ (ABB)కి పూర్వగామి), మైక్రోప్రాసెసర్ ద్వారా నియంత్రించబడే ప్రపంచంలోనే మొట్టమొదటి పూర్తి విద్యుత్ రోబోట్ అయిన ఐఆర్‌బీ 6 (IRB 6)ను అభివృద్ధి చేసింది, ఇది రోబోటిక్ మేధస్సును గణనీయంగా మెరుగుపరిచింది. 1978లో, అమెరికాకు చెందిన యునిమేషన్ కంపెనీ తన ప్యూమా (PUMA) పారిశ్రామిక రోబోట్‌ను జనరల్ మోటార్స్ అసెంబ్లీ లైన్లలో విస్తృతంగా మోహరించింది. ఇది పారిశ్రామిక రోబోట్ల ఆచరణాత్మకతను, విలువను మరింతగా ప్రదర్శించి, పారిశ్రామిక రోబోటిక్స్ సాంకేతికత పూర్తి పరిపక్వతను సూచించింది, తద్వారా తదుపరి సాంకేతిక పురోగతులకు పటిష్టమైన పునాది వేసింది.

నాలుగు దశాబ్దాలకు పైగా సాగిన పారిశ్రామిక రోబోటిక్స్ అభివృద్ధి కాలంలో, సాంకేతిక పురోగతులు నిరంతరం కొనసాగుతూనే ఉన్నాయి. అయినప్పటికీ, భద్రతా కారణాల దృష్ట్యా, రోబోట్‌లను సాధారణంగా నిర్దిష్ట వర్క్‌స్టేషన్‌ల వద్ద స్థిరంగా ఉంచి, రక్షణ కంచెలతో వేరుచేస్తారు. దీనివల్ల అవి ఒకే ప్రదేశంలో మనుషులతో కలిసి పక్కపక్కన పనిచేయడం సాధ్యపడదు. ఈ సాంప్రదాయ అమరిక మానవ-రోబోట్ సహకారాన్ని పరిమితం చేస్తుంది, దీనివల్ల నిజంగా సమర్థవంతమైన సహకార కార్యకలాపాలను సాధించడం కష్టమవుతుంది. ఎన్నో ప్రయత్నాలు, అన్వేషణలు జరిగినప్పటికీ, సురక్షితమైన మానవ-రోబోట్ సహకారాన్ని సాధించడం అనేది పారిశ్రామిక రోబోటిక్స్ రంగంలో ఒక ప్రధాన సవాలుగా మిగిలిపోయింది.

2005 వరకు, EU నిధులతో కూడిన ఒక ప్రధాన ప్రాజెక్ట్ సహకార రోబోట్‌ల భావనను పరిచయం చేయలేదు. ఈ చొరవ, కార్మిక అవుట్‌సోర్సింగ్‌పై ఆధారపడటాన్ని తగ్గించే లక్ష్యంతో, చిన్న మరియు మధ్య తరహా సంస్థల కోసం ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన, సరసమైన, కాంపాక్ట్ మరియు ఫ్లెక్సిబుల్ రోబోట్‌ను సంయుక్తంగా అభివృద్ధి చేయడానికి ABB, KUKA, Reis, Comau మరియు Gudel వంటి ప్రముఖ పారిశ్రామిక రోబోటిక్స్ కంపెనీలను ఒకచోట చేర్చింది. ఈ ప్రాజెక్ట్ మానవ-రోబోట్ సహకారం యొక్క సామర్థ్యాన్ని స్పష్టంగా హైలైట్ చేస్తూ, సహకార రోబోట్‌ల భావనకు పటిష్టమైన పునాది వేసింది.

తొలితరం సహకార రోబోట్లు ప్రధానంగా సాంప్రదాయ పారిశ్రామిక రోబోట్ల రూపకల్పన తత్వాన్ని గానీ, కార్యాచరణ పద్ధతులను గానీ ప్రాథమికంగా మార్చకుండా, వాటికి చేసిన మార్పులు మరియు అనువర్తనాలుగా ఉండేవి. 2005లో స్థాపించబడినప్పటి నుండి, యూనివర్సల్ రోబోట్స్ మానవ కార్మికులతో పాటు సురక్షితంగా పనిచేయగల సహకార రోబోట్లను అభివృద్ధి చేయడానికి అంకితమైంది. 2009లో, ఈ సంస్థ ప్రపంచంలోనే మొట్టమొదటి సహకార రోబోట్ అయిన UR5ను ప్రారంభించి, ఈ శకానికి నాంది పలికింది. తదనంతరం, రీథింక్ సంస్థ డ్యూయల్-ఆర్మ్ బాక్స్టర్ మరియు కొత్త సింగిల్-ఆర్మ్ సావర్ రోబోట్‌ను పరిచయం చేసి, క్రమంగా సహకార రోబోటిక్స్‌ను పారిశ్రామిక రోబోటిక్స్‌లో ఒక గుర్తింపు పొందిన మరియు ఆమోదించబడిన విభాగంగా స్థాపించింది. ఈ పురోగతి భవిష్యత్ పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ మరియు తెలివైన అభివృద్ధికి కొత్త అంతర్దృష్టులను మరియు దిశలను అందించింది.

చిత్రం 5: UR5 రోబోట్ మరియు సావర్ బాక్స్టర్ రోబోట్

చైనీస్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ యొక్క షెన్యాంగ్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఆటోమేషన్‌కు అనుబంధంగా ఉన్న సియాసన్ రోబోట్ కంపెనీ, నవంబర్ 2015లో జరిగిన ఇండస్ట్రియల్ ఎక్స్‌పోలో చైనా యొక్క అధునాతన సాంకేతిక స్థాయికి ప్రతీకగా నిలిచే ఏడు-యాక్సిస్ ఫ్లెక్సిబుల్ కొలాబొరేటివ్ రోబోట్‌ను మొదటిసారిగా ప్రదర్శించింది. అప్పటి నుండి, లుయోషి మరియు ఆబో వంటి అనేక దేశీయ కొలాబొరేటివ్ రోబోట్ నమూనాలు క్రమంగా గుర్తింపు పొందాయి.

రోబోటిక్ జాయింట్ల విషయానికి వస్తే, సహకార రోబోట్ జాయింట్లకు మరియు సాంప్రదాయ భారీ పారిశ్రామిక రోబోట్ల జాయింట్లకు మధ్య ఉన్న ప్రధాన వ్యత్యాసం వాటి "ఫ్లెక్సిబిలిటీ"లో ఉంది. ఈ ఫ్లెక్సిబిలిటీ తక్కువ యాంత్రిక దృఢత్వం, తగ్గిన జడత్వం మరియు టార్క్‌ను గ్రహించే సామర్థ్యం ద్వారా వ్యక్తమవుతుంది. ప్రస్తుతం, సహకార రోబోటిక్ ఆర్మ్స్‌లో ఉపయోగించే జాయింట్ ఫ్లెక్సిబిలిటీ ప్రధానంగా కచ్చితమైన పొజిషన్ కంట్రోల్ మరియు టార్క్ కంట్రోల్ నుండి వస్తుంది.

పటం 6 సహకార రోబోట్‌లలో సమీకృత జాయింట్ యొక్క సాధారణ నిర్మాణం

ప్రస్తుత పరిశోధనల సమీక్ష ప్రకారం, అమెరికా మరియు జపాన్ వంటి దేశాలతో పోలిస్తే చైనాలో రోబోటిక్స్ అభివృద్ధి ఆలస్యంగా ప్రారంభమైందని తెలుస్తోంది. సహకార రోబోట్లపై పరిశోధన ఇప్పటికీ ఉన్న అంతర్జాతీయ ఉత్పత్తుల కంటే గణనీయంగా వెనుకబడి ఉంది. హార్మోనిక్ రిడ్యూసర్లు మరియు జాయింట్ మోటార్ డ్రైవ్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్‌లో కీలకమైన అవరోధాలు ఉన్నాయి. దేశీయ సహకార రోబోట్లలో ప్రస్తుతం జాయింట్ నియంత్రణ సామర్థ్యాలలో, ముఖ్యంగా నియంత్రణ కచ్చితత్వం మరియు తెలివైన నియంత్రణ విషయంలో, మెరుగుపడటానికి గణనీయమైన అవకాశం ఉంది. అంతేకాకుండా, ప్రపంచ రోబోటిక్స్ పరిశోధన ధోరణులు భద్రత, సౌలభ్యం మరియు తెలివితేటలు సాంకేతిక పురోగతిలో ప్రధాన లక్షణాలని సూచిస్తున్నాయి. రోబోట్ జాయింట్లు అత్యంత సమీకృత డ్రైవ్-కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ మరియు అధిక తెలివితేటల వైపు అభివృద్ధి చెందుతున్నాయి. సహకార రోబోట్ జాయింట్లు సాంప్రదాయ కేంద్రీకృత నియంత్రణ నుండి వికేంద్రీకృత డ్రైవ్-కంట్రోల్ నిర్మాణాలకు మారినప్పటికీ, అవి ప్రస్తుతం కేవలం మోటార్-ఆధారిత చర్యలను మాత్రమే నిర్వహిస్తున్నాయి. స్వయంప్రతిపత్తి గల గ్రహణశక్తి, తెలివైన నిర్ణయాలు తీసుకోవడం మరియు నైపుణ్యంతో కూడిన అమలు వంటి సామర్థ్యాలు వాటికి లేవు—ఫలితంగా వాటి తెలివితేటల స్థాయి సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంది. తెలివైన రోబోటిక్స్ సిస్టమ్స్‌కు పెరుగుతున్న డిమాండ్‌కు ఇంకా గణనీయమైన అవకాశం ఉంది.