2021年9月23日消息，俄罗斯斯科尔科沃科学技术研究所的研究人员最近开发了 MobileCharger，这是一种充电机器人系统，也可以说是移动电源，旨在为其他机器人在完成任务时充电。该系统在 arXiv 上预先发表的一篇论文中提出，这种充电机器人可以将能量传输给移动机器人，而无需在电量耗尽时迫使它们飞回指定的充电站。

“简而言之，MobileCharger 是自主机器人的移动电源，”智能空间机器人实验室教授兼负责人 Dzmitry Tsetserukou 告诉 TechXplore：“你能想象很快就会有成千上万的送货机器人穿梭在我们旁边的城市吗？如果一个或几个这样的机器人被排出，对行人和交通来说将是严重的障碍。”

Tsetserukou 和他的同事最近的研究背后的总体想法是设计一个系统，可以到达有故障的机器人或电池电量耗尽的机器人并为其提供帮助。他们开发的系统称为 MobileCharger，可以在机器人运行和尝试完成任务时为它们充电，例如在特定位置运送包裹或收集数据。

“送货机器人和 MobileCharger 可以作为一个单元运行，直到目标机器人充满电，”Tsetserukou 解释说：“随后，MobileCharger 分离并转到新的机器人或充电站。”

空中加油（即在飞行操作期间提供燃料）可以使飞机在空中停留更长时间，并且可以在远程任务期间节省 35-40% 的燃料。因此，由 Tsetserukou 和他的同事设计的系统可能非常有价值，因为将其中几个系统部署为一个集群可以降低机器人任务的成本并缩短送货机器人将物品运送到指定位置所需的时间。

“与其浪费时间去充电站，送货机器人可以随时参与任务，”Tsetserukou 说：“在未来，还可以创建一个带有集成太阳能电池板的 MobileCharger 能量收集器。这意味着当电池接近耗尽时，机器人可以简单地移动到阳光充足的地方并将太阳能电池板定位在阳光下。”

MobileCharger 是第一个可以在旅途中直接为其他自主机器人充电的机器人。其最具特色的组件是 DeltaCharger，该系统可以在三维 (3D) 中定位电极，以在目标机器人未与充电器水平或垂直对齐的情况下维持充电。例如，当机器人在石头和其他物体上奔跑时，或者当机器人的配置不允许其处于有利位置以进行充电时，就会发生这种情况。

“计算机视觉系统在检测近距离电极错位方面不如触觉系统有效，”Tsetserukou 说：“DeltaCharger 具有先进的触觉感知，因为它基于日本东京电子通信大学 Hiroyuki Kajimoto 教授提供的高密度压力传感器。”

Tsetserukou 和他的同事还开发了一种卷积神经网络 (CNN)，可以评估 MobileCharger 上的电极与需要充电的机器人上的电极之间的错位角度。该算法在一系列由 100 个点组成的触觉模式上进行了训练。

该团队在一系列测试中对 CNN 进行了评估，发现它可以通过分析压力数据来测量电极错位的角度、垂直和水平值，准确率分别为 95.46%、98.2% 和 86.9%。这意味着他们开发的机器人充电系统应该能够将自身连接到各种不同配置的机器人上，而不管它们在需要充电时所处的环境如何。

“除了移动机器人的充电，该技术的未来应用可能是在空中为无人机充电，基于 DeltaCharger 机制的充电无人机连接到地面电站，目标无人机在不着陆的情况下充电，”Tsetserukou 说： . “创新的自主船舶和带有电动机的油轮也可以在航行期间使用所提出的概念充电，因为这将防止它们不得不进入港口加油。此外，任何类型的机器人，如机器狗、户外清洁机器人，甚至自动驾驶汽车可以用类似的方式充电。”

未来，这组研究人员开发的创新机器人充电系统可用于为无数不同的机器人系统充电，从自动驾驶汽车到移动机器人。同时，Tsetserukou 和他的同事计划继续研究他们创建的初始原型，以进一步提高其性能和通用性。

“为了增加电源的功率，成群的 MobileCharger 机器人可以形成并联连接以增加容量为强大的车辆充电或串联连接以调整目标车辆的输出电压，”Tsetserukou 说：“在未来，我们可以想象机器人不仅会充电，还会修理自主机器人，让 Roboverse（机器人宇宙）能够自我维持。”