Segway

Wynalazek który zmieni świat?

Oczekiwanie

11 miesięcy tajemnicze urządzenie rozpalało wyobraźnię osób ciekawych nowego rewolucyjnego wynalazku Deana Kamena. Niekończące się spekulacje zwłaszcza w środowisku Internetu podsycane przez przecieki z telewizji ABC News i ogólnikowe opisy ludzi Internetu i biznesu, którzy jako jedyni mogli ujrzeć prototyp urządzenia. Internauci prześcigali się w zgadywaniu, czym jest tajemniczy Ginger. Jedni uważali, że to perpetum mobile, maszyna do teleportacji lub odrzutowy plecak. Inni uważali że to nowa kostka Rubika. A zdaniem niektórych miała to być jedna wielka mistyfikacja i żądnego rewolucyjnego wynalazku nie ma!

Premiera

W końcu w poniedziałek 3 grudnia 2001 w Bryant Park na Manhattanie zademonstrowano najbardziej oczekiwany wynalazek ostatnich lat - słynny Ginger skonstruowany przez Deana Kamena.

Co zobaczył cały świat: jednoosobowy pojazd, dwukołowa hulajnoga wyposażona w żyroskopy system równowagi i zasilana z akumulatorów. Można się na niej poruszać w pozycji stojącej zabierając ze sobą nieduży bagaż. Opracowanie wynalazku kosztowało ok. 100 milionów dolarów. A zdaniem Kamena Segway (bo tak nazywa się oficjalnie Ginger) może zrewolucjonizować życie miejskich metropolii, rozładować korki uliczne, zwiększyć mobilność człowieka.

Kamen wraz z prezenterami telewizji ABC, jeździli przodem, tyłem, skręcali, wspinali się na wzniesienia i zjeżdżali z nich. Na Sagway można wykonywać nawet cyrkowe ewolucje, jeździć stojąc na jednej nodze i trzymając kierownicę jedną ręką a nawet z powodzeniem jechać bez trzymanki.

Co ciekawe, kierownica jest nieruchoma i służy raczej jako podpórka oraz pomoc przy wchodzeniu i schodzeniu z pojazdu. Segway odgaduje zamiary kierującego - wszelkie, nawet najdrobniejsze wychylenia ciała są odbierane jako rozkaz jazdy do przodu lub do tyłu. Skręca się natomiast pokrętłem na kierownicy.

Mimo że jest już po premierze naszego tajemniczego pojazdu, wciąż jeszcze jest wiele niedomówień co do specyfiki kierowania nim. Mówi się że pojazd myśli, nie ma kierownicy a wszystko wykonuje się przez balans ciałem. Prawda jest jednak taka, że tylko ruchy do przodu i do tyłu wywoływane są przez balansowanie ciałem. Gdy pochylamy się do przodu pojazd zapobiega przewróceniu się do przodu poprzez podjechanie w tym samym kierunku co skutkuje jazdą do przodu. Analogicznie zachowanie jest w kierunku do tyłu. Przypomina to balansowaniem patykiem umieszczonym na końcu palca. Natomiast na boki pojazd jest stabilny i dlatego skręty trzeba wykonywać za pomocą pokrętła na kierownicy.

Być może w przyszłości powstanie pojazd, który będzie balansował we wszystkich kierunkach a jego sterowanie będzie zupełnie intuicyjne pozbawione zewnętrznych elementów sterowania. Zobacz do działu Nowe pomysły.

Tajemnica stabilności pojazdu tkwi w układzie pięciu żyroskopów sterujących poprzez szereg procesorów dwoma silnikami napędzającymi koła pojazdu. Jak to nazwał sam wynalazca jest to "elektroniczna imitacja błędnika pozwalającego utrzymywać nasze ciało w równowadze".

Czy Segway zrewolucjonizuje życie? Dla wielu osób tajemniczy wynalazek okazał się wielkim rozczarowaniem. Nie ma tu tajemniczych energii, kosmicznych paliw, antygrawitacji, teleportacji i tym podobnych. Część jednak zmieniła zdanie po pokazie gdzie pojazd mógł zaprezentować pełnię swych możliwości.

Jest jednak w nim coś nowego, coś co szef korporacji 3com określił "działa wbrew regułom...". Przecież Segway nie może działać! Wszyscy w szkole uczyliśmy się że aby przedmiot utrzymywał stan równowagi musi być podparty przynajmniej w trzech miejscach. Tak zresztą podpowiada nam intuicja, to nie może jeździć, to przeczy zasadom fizyki i zdrowego rozsądku - wprowadzając nas w stan osłupienia.

Ginger zastąpi nogi?

We wielu książkach s-f ludzie przyszłości są przedstawiani jako kreatury z wielkimi głowami, "obklejonymi" elektroniką i z szczątkowymi pozostałościami kończyn... To ostatnie ma być spowodowane tym, że po prostu w przyszłości mamy przestać używać rąk i nóg, gdyż mają nas wyręczać w wszelkich czynnościach fizycznych maszyny. Wynalazek Ginger jest jedną z takich maszyn...

Specyfikacja techniczna

Przełomowa technologia, której owocem jest Segway nosi miano stabilizacji dynamicznej (dynamic stabilisation). Żyroskopy i detektory nachylenia, zainstalowane w transporterze sprawdzają prawidłowość położenia środka ciężkości w częstotliwości ok. 100 razy na sekundę. Gdy użytkownik pochyla się do przodu, Segway podąża w tym samym kierunku zapewniając zachowanie równowagi, w przypadku ruchu do tyłu pojazd zachowuje się analogicznie.

Szybkość: do 20 km/h
Zasięg: do 28 km na pojedynczym ładowaniu
Promień skrętu: zero stopni
Segway tak jak pieszy potrafi dokonać obrotu w miejscu nie kolidując z jakimikolwiek obiektami w najbliższym otoczeniu.
Ładowność: pasażer: 110 kg, ładunek: 35 kg, w przyszłości: 135 kg.
Zajmowana przestrzeń: wysokość: 20 cm, powierzchnia: 48 x 63.5 cm.
Ciężar: 36 kg.
Bezpieczeństwo: Zdwojony system zasilania, silna mechanika. Zdwojony system sensorów i ładowania zapewnia utrzymanie równowagi nawet podczas uszkodzenia jednego z obwodów.
Zabezpieczenie przed kradzieżą: Urządzenie wyposażone jest w inteligentny klucz, niezbędny do uruchomienia pojazdu. Każdy klucz zawiera unikalny kod ID, zabezpieczony 128-bitowym szyfrowaniem. W zestawie znajdują się dwa klucze - jeden do uruchamiania opcji podstawowych, drugi dla doświadczonych użytkowników. W przyszłości będzie możliwość zakupu programowalnych kluczy, z możliwością personalizowania ustawień.

Jakie wady

Cóż jak każde urządzenie, tak i Segway musi mieć wady. Czy z Segway'a nie można spaść?! Można i to bardzo łatwo! Wystarczy stanąć przed dużym krawężnikiem i nachylić się do przodu. Gdy pojazd nie będzie mógł na niego najechać to cała dynamiczna stabilizacja nic nam nie pomoże i będziemy musieli zastosować statyczną stabilizację - czyli wysunąć rękę lub nogę do przodu aby nie rozbić sobie głowy.

Kolejną rzeczą jaka od razu rzuciła mi się w oczy to niemożliwość równoważenia siły odśrodkowej podczas szybkiego pokonywania zakrętów. Segway odznacza się pełną stabilizacją na boki, więc aby zakręcić podczas szybciej pokonywanego zakrętu będziemy zmuszeni silnie pochylać ciało na boki zachowując pionową pozycję Segway'a. W innym przypadku jedno z kół straci kontakt z podłożem i wylądujemy na chodniku. Trzeba też dodać że na pewno nie wyjdą nam sztuczki w stylu jazdy na jednym kole, ponieważ gdy pochylimy nasz pojazd system dynamicznej stabilizacji przestanie móc utrzymywać nas w równowadze i wywrócimy się do przodu lub do tyłu. Więc Segway tak! ale raczej do wolnej jazdy po centrach handlowych, a nie do pokonywania dużych odległości gdzie potrzebna jest większa prędkość.

Co prawda Segway to z pewnością pierwsze urządzenie w grupy pojazdów dynamicznej stabilizacji. Następnym na pewno będzie pojazd ze stabilizacją cztero kierunkową - dojdzie jeszcze balans na boki.

Nowe pomysły

Aby wyeliminować wady o których wspomniałem powyżej, a zarazem zapewnić w pełni intuicyjne kierowanie za pomocą balansowania we wszystkich kierunkach, potrzebne będzie nowe urządzenie, gdzie dwa koła zostaną zastąpione przez napęd wielo kierunkowy np. przez kulę.
Takie rozwiązanie na pewno przyszłościowe, stwarza duże problemy mechaniczne z przeniesieniem napędu na koło w postaci kuli. Najprostrze rozwiązanie to takie jakie mogliśmy poznać podczas czyszczenia myszki komputerowej.
Dwa walce w postaci przekładni ciernej odbierają napęd z kulki. Sytuację można odwrócić i nadać ruch kuli za pomocą wspomnianych walców. Takie rozwiązanie choć bardzo proste ma bardzo dużo wad. Przekładnie cierne mogą wprowadzać bardzo duży poślizg, który w urządzeniach o dynamicznej stabilizacji jest niedopuszczalny. Powodowałby on brak możliwości szybkiej reakcji urządzenia i doprowadziłby do jego wywrotki.

Słowo o autorze

Dean Kamen urodził się 50 lat temu w rodzinie grafika-rysownika komiksów pod Nowym Jorkiem. Nie ukończył nawet college'u, ale został fizykiem i inżynierem mechanikiem dokształcając się samemu. Dziś posiada kilka doktoratów honorowych.

Jeszcze na uniwersytecie wynalazł pierwszą pompę umożliwiającą lekarzom precyzyjne wstrzykiwanie dawki leków. Wynalazł też pierwszą przenośną pompę insulinową i pierwszą przenośną maszynę do dializy.

20 lat temu założył własną firmę DEKA Research-the R-and D, projektującą i produkującą supernowoczesny sprzęt medyczny. Kamen pracuje tam wraz z 200 inżynierami.

Najsłynniejszym przed Segwayem wynalazkiem Kamena jest IBOT - sześciokołowy wózek inwalidzki, który potrafi "wchodzić" po schodach, jeździć swobodnie po piasku i żwirze.

Do dziś jest kawalerem i mieszka w wielkim domu w kształcie ośmiokątnego prostopadłościanu. Jest tam turbina wiatrowa do generowania energii, a w piwnicy mini-huta i warsztat mechaniczny.

Wynalazca Segwaya posiada także, oprócz samochodu Porsche, dwa helikoptery, częściowo własnoręcznie zaprojektowane, którymi lata codziennie do pracy.

Jest również właścicielem wyspy u wybrzeży Long Island, którą uważa za suwerenne państwo. Jako jej przedstawiciel Kamen zawarł pakt o nieagresji z USA. Wyspa ma własną flagę, własną "marynarkę wojenną" i walutę.

Polski akcent

Duży wkład w przygotowanie Segway'a wniósł nasz rodak Andrzej Skośkiewicz, który od początku pracował przy projekcie wraz z Deanem Kamenem.

Jaka przyszłość

W najgorszym przypadku Segway zostanie nową zabawką dla dzieci. Myślę że duże szanse stoją przy zastosowaniach komercyjnych obejmujących duże powierzchnie fabryczne i czynności magazynowe, doręczanie poczty i dostawy produktów. Mówi się też o podróżach i turystyce, bezpieczeństwie publicznym, przewozach zbiorowych i szkolnych - ale tu byłbym bardziej ostrożny. Bliższe zastosowania widzę w dodatkowym wyposażeniu dla samochodów - że gdy już dojedziemy do Centrum Handlowego to dalszą podróż przebędziemy już na segway'u.

Już słyszę głosy bijących na alarm lekarzy kardiologów, że brak ruchu.......

Wstecz