Raymond Goertz - Raymond Goertz - Wikipedia
Raymond C. Goertz | |
|---|---|
 Raymond Goertz předvedl své mechanické zařízení pro manipulaci s otroky v roce 1949. | |
| narozený | Raymond C. Goertz 12. března 1915 |
| Zemřel | 4. června 1970 (ve věku 55) |
| Národnost | americký |
| Alma mater | Státní univerzita v Montaně Polytechnický institut v Brooklynu Illinoisský technologický institut |
| Známý jako | teleoperátoři |
| Manžel (y) | Helen Boula |
| Děti | Alan, Jean, Linda |
| Ocenění | Cena Ray Goertze Medaile Franklin Institute Edwarda Longstretha |
| Vědecká kariéra | |
| Pole | Telerobotika |
| Instituce | Argonne National Laboratory |
Raymond C. Goertz (12.03.1915 - 4.6.1970) byl americký strojní inženýr a časný průkopník v oboru robotika konkrétně ovládaný na dálku roboti (viz telepresence ). V roce 1949, když pracoval pro Komise pro atomovou energii na Argonne National Laboratory, Goertz podal patent na rané manipulátor pán-otrok (US patent 2 632 574)[1][2] za účelem manipulace s radioaktivním materiálem. Goertz poznal hodnotu elektricky spojovacích manipulátorů a položil základy moderního tele-robotika a dvoustranné poziční odrážející sílu serva.[3]
Goertz také provedl časný výzkum stupně svobody nezbytné pro plynulý pohyb pomocí dálkové manipulace a vyvinul jeden z prvních displejů namontovaných na hlavě jako prototyp virtuální realita. Námořní termíny jako např hřiště, zatočit, a válec byly začleněny do lexikonu robotiky Goertzem.[3]
Dnes je účelem teleoperace se rozšířila nad rámec jaderné bezpečnosti a nyní mimo jiné zahrnuje použití, jako je dosažení vzdáleného prostředí ve vesmíru nebo v chirurgických operacích.[4]
V roce 1985 Americká jaderná společnost založil cenu „Ray Goertz Award“, aby ocenil a ocenil členy, kteří významně přispěli v oblasti vzdálených technologií.[5]
Vzdělání a časný život
Raymond C. Goertz se narodil v roce Clearwater, Kansas 12. března 1915.[Citace je zapotřebí ] Byl synem Normy E. a Flory (Saint) Goertzové a měl sestru, paní Thelmu Main a dva bratry, Lynn Goertz a Lee Noble. Goertz získal titul Bachelor of Science od Montana State College v roce 1940 promoval s vyznamenáním. Poté zahájil postgraduální studium na Polytechnický institut v Brooklynu v roce 1942 tam zůstal až do roku 1946. V roce 1947 se Goertz přestěhoval do Illinois a dokončil postgraduální studium na Illinoisský technologický institut od roku 1947 do roku 1949.[3]
Kariéra a výzkum
Raymond Goertz pracoval pro Společnost Sperry Gyroscope v laboratoři servomechanismů jako projektový inženýr v letech 1940 až 1947 a zároveň pracoval na postgraduálním studiu na polytechnickém institutu v Brooklynu. V roce 1947 se Goertz přestěhoval do Illinois, kde začal pracovat Argonne National Laboratory jako strojní inženýr mezitím dokončil postgraduální studium na Illinois Institute of Technology do roku 1949. Goertz se později stal vedoucím inženýrem v Argonne National Laboratory v divizi dálkového ovládání.[6]
Na první a druhé Mezinárodní konference o mírovém využití atomové energie v letech 1955 a 1958 zastupoval Goertz Spojené státy jako delegát.
Během své kariéry byl Goertz členem Americká jaderná společnost, Americký institut chemických inženýrů a Institute of Electrical and Electronics Engineers.
Goertzova primární práce a úspěchy se točily kolem vývoje a zdokonalování manipulátor pán-otrok zařízení, ale Goertz také věnoval čas dokončení základního výzkumu stupňů volnosti nezbytných pro plynulý pohyb pomocí dálkové manipulace. Vytvořil také počáteční prototyp zařízení virtuální reality vyvinutím jednoho z prvních displejů umístěných na hlavě.[6]
Pro svou práci Goertz také kodifikoval pojmy, aby se univerzitní a průmysloví vývojáři mohli replikovat a přispět k jeho oboru, a začlenil námořní pojmy do lexikonu robotiky, včetně výšky, vybočení a otáčení.
Společnost Centrální výzkumné laboratoře v Rudé křídlo, Minnesota byla vytvořena Goertzovým úsilím a technologickým vývojem a společnost vyrobila více než 8 000 manipulátorů typu master-slave pro subjekty ve 26 různých zemích. Goertz byl v roce 1953 nahrazen vedoucím Centrálních výzkumných laboratoří Demetrius Jelatis.
Dnes se účel teleoperace rozšířil nad rámec pouhé bezpečnosti a nyní mimo jiné zahrnuje použití, jako je dosažení vzdáleného prostředí ve vesmíru nebo hluboko pod vodou a práce s manipulací s extrémně velkými nebo malými předměty pro chirurgické operace nebo výrobu.[4]
Zařízení pro manipulaci s Master Slave navržené Raymondem Goertzem
Cílem a manipulátor pán-otrok je ochrana pracovníků před zářením a zároveň umožňuje přesnou manipulaci s materiály. Stroj lze považovat za dvě různá zařízení, „slave“ a „master“ paže. Rameno „slave“ reaguje na řídicí zařízení, rameno „master“, s výhodou, že prostřednictvím vzdálené manipulace lze provádět ruční úkoly bez nutnosti přímého lidského zásahu. V jaderném prostředí je podřízené rameno umístěno uvnitř a horká buňka a hlavní rameno je umístěno ve velínu. Kdykoli je manipulováno s hlavním ramenem, pohyb je přesně reprodukován podřízeným ramenem.[7]
Zatímco v Argonne National Laboratory Goertz vyvinul manipulátor master-slave, aby bezpečně manipuloval s nebezpečným materiálem z plutoniového reaktoru 100-B v Hanford.[8] Počáteční manipulační zařízení master-slave bylo navrženo Goertzem v roce 1948 jako oboustranný (symetrický) přenos kovového pásku o sedm stupňů svobody pantograf zařízení, které bylo provozováno přes olovnatou skleněnou stěnu.[6] V roce 1949 podal Goertz patent na mechanický, oboustranný manipulátor master-slave a v roce 1951 Goertz vylepšil tento design pomocí prvního kloubového ramene ovládaného telem s designem, který spoléhal na mechanické spojení mezi hlavním a otrokovým ramenem prostřednictvím využití ocelové kladky a lana.[9][2] To byl významný milník v roce silová zpětná vazba technologie a deriváty tohoto designu jsou ještě vidět dnes.
Goertz si postupně uvědomoval nutnost haptické smysly pro manipulaci s citlivými předměty a použité systémy zpětné vazby síly ke zlepšení obratnosti kombinace člověk-stroj.[10] Začleněním principů kybernetika Goertz dokázal zkonstruovat také první elektrický manipulátorový systém master-slave a do roku 1954 upravenou verzi manipulátoru master-slave (Model 8 ) zahájila komerční výrobu.
Aby bylo možné vytvořit přesná manipulační zařízení typu master-slave, bylo nutné, aby Goertz vyvinul několik principů, které jsou všechny použitelné pro naše vlastní současné robotické chirurgické systémy. Principy jsou následující. Pohyb podřízeného ramene musí mít šest nezávislých stupňů volnosti, tři translační a tři rotační do polohy uchopovací zařízení a mačkání kleští pro uchopení předmětů.[11] Pohyb podřízeného ramene musí být spojen s hlavními rameny, kterým odpovídá poloha a směr obou ramen.[11] Spojení obou ramen musí být oboustranné, což znamená, že síly na podřízeném konci se musí odrážet na hlavním konci a posuny vytvořené na podřízeném konci musí být schopné způsobit posun na hlavním konci, přičemž podřízené rameno je schopné vyrovnat se v reakci na omezení vyplývající z prováděného úkolu.[4][11]
Ocenění
Goertz byl příjemcem Edward Longstreth medaile na Franklin Institute ve Filadelfii v Pensylvánii v roce 1967. Také obdržel cenu Radiační průmysl od Americká jaderná společnost v roce 1969.[Citace je zapotřebí ]
V roce 1985 Americká nukleární společnost založila „Cena Ray Goertze „ocenit a ocenit její členy, kteří významně přispěli v oblasti vzdálených technologií.[5]
Osobní život
Raymond Goertz se 2. září 1950 oženil s Helen Boulou Cook, Illinois. Společně měli tři děti: Alana, Jeana a Lindu. Goertz zemřel 4. června 1970 ve věku 55 let Downers Grove, Illinois.[Citace je zapotřebí ]
Reference
- ^ Goertz, Raymond (3. listopadu 1959). „Manipulátor pro otrokárského robota“ (PDF). Citováno 22. května 2017.
- ^ A b [1], C, Goertz Raymond, „manipulátor dálkového ovládání“
- ^ A b C Menon, Mani (2011). Robotika v genitourinární chirurgii. Springer. str.12 –17. ISBN 9781848821149.
- ^ A b C Ferre, Manuel (2007). Pokroky v telerobotice. Springerovy trakty v pokročilé robotice. str.22, 26, 132. ISBN 978-3-540-71363-0. (Tisk; nebo ISBN 978-3-540-71364-7
- ^ A b „Cena Ray Goertze - ANS / Vyznamenání a ocenění“. www.ans.org. Citováno 2017-06-04.
- ^ A b C Sciliano, Bruno (2008). Springer Handbook for Robotics. Springer. 43–47, 52. ISBN 9783540239574.
- ^ Singh, Manjit (červen 2006). „Master-Slave Manipulators: Technology and Last Developments“ (PDF). www.barc.gov. Citováno 20. května 2017.
- ^ Goertz, Raymond (1949). Manipulátor Master-Slave. Argonne National Laboratory.
- ^ „Timeline of Robotics part 2“. www.thocp.net. Citováno 2017-06-04.
- ^ Goertz, Raymond (1952). Anti-Swing Crane s Anti-creep variabilní rychlostí zvedání. Argonne National Laboratory.
- ^ A b C Tavakoli, M. (2008). Haptika pro teleoperované chirurgické robotické systémy. Hackensack, New Jersey: World Scientific. str. 18–32. ISBN 9789812813152.