A jelenség különböző területeket érint: áramátalakítókat, robotikát, szoftverfejlesztést, hálózatmodellezést, és a felsorolás még távolról sem teljes. Közös vonásuk, hogy a hatékony energiafelhasználás, az alegységek összekapcsolása, a hálózat modellezése és irányítása mindegyiknél kulcskérdés.
Egyszerű és bonyolult rendszerek
A 2002-ben indult négyéves európai uniós GeoPlex (Geometric Network Modeling and Control of Complex Physical Systems, Komplex fizikai rendszerek geometriai hálózatmodellezése és irányítása) projekt célja a különböző rendszerek modellezési és irányítási problémáinak egyetlen, egyesített keretben történő tanulmányozása. A bonyolult rendszereket az energiát egymás között cserélő egyszerűbb rendszerek hálózati összeköttetéseként vizsgálják. Ezeknek az alrendszereknek a jellemzőiből és hálózati struktúráiból következtetnek a felsőbb szintek tulajdonságaira. A modellezéshez és az irányításhoz a fizikai rendszerek leírásáránál bevált hamiltoni elmélet általánosított változatát (Port Hamiltonian Theory) használták.
A nyolc egyetemi csoportból és ipari partnerekből álló GeoPlex konzorcium tagjai szakirányuknak megfelelő területeket tanulmányoztak, az egységes – hamiltoni – keretet azok elemzésére és a specifikus problémák megoldására, valamint az eredmények részterületeken átívelő, részterületeket integráló általánosítására alkalmazták.
Az energiafolyamatokra vonatkozó elméleti kutatások gyakorlati működőképességének tesztelésére – azaz kifejezetten mérnöki problémák megoldására – létrehoztak egy (Dribbel névre hallgató) mozgó robotot. Bebizonyították, hogy működőképes, elemzéseik sokat segítenek az irányítás és az ellenőrzés kidolgozásánál, az optimális hatékonyság fenntartásánál.
A mozgó robotok energiafogyasztása
Dribbel munkába állításával – többek között – a kétlábú robotok fejlesztésekor felmerülő egyik problémára, a hatékony energiahasználatra igyekezett megoldást találni. Merthogy ezek a masinák általában túl sok áramot fogyasztanak, aztán idővel – miután kimerítették energiaforrásaikat – hasznavehetetlenné válnak.
A kivitelezéshez a más kutatásokban már bevált, Windows alatt futó, dinamikus (elektronikus, mechanikus, hidraulikus, illetve ezek valamilyen kombinációját adó) rendszerek viselkedését modellező és szimuláló 20-sim programot tökéletesítették. A következő lépést a robot jelentette.
„A rendszernek csak a lábak és a talaj érintkezésekor elveszített energia beadagolására van szüksége” – jelentette ki a hollandiai Twente Egyetemen robotikát oktató Stefano Stramigioli, a projekt koordinátora. „Dribbel hat wattot fogyaszt séta közben.”
A kutatók a robot mellett áramátalakítók, áramhálózatok hatékonyságának tesztelésére szintén terveztek és (sikeresen) alkalmaztak programokat. Eredményességüket ékesen bizonyítja, hogy a hamiltoni teória fizikai rendszerek leírása mellett azok ellenőrzésére és irányítására szintén alkalmas. Összegzésként: a szigorúan elméleti kutatások gyakorlati, egészen konkrét problémákat is képesek orvosolni.