روبوت ثنائي القامة يجمع بين المشي والطيران لتجاوز التضاريس الصعبة

تم تطوير روبوت ثنائي القامة يجمع بين المشي والطيران لإنشاء نوع جديد من الحركة من قبل باحثين في كاليتش. هذا المزيج الجديد يسمح للروبوت بالقيام بحركات معقدة.

الروبوت هو مزيج بين روبوت مشي وروبوت طيران، ويسمى ليوناردو، أو ليو اختصارا. وهو قادر على المشي على خط متوتر، والقفز، وركوب لوح تزلج.

تم تطوير الروبوت من قبل فريق في مركز كاليتش للأنظمة والتقنيات المستقلة، وهو أول روبوت يستخدم أطرافًا متعددة المفاصل ومدفعًا пропيليًا لتحقيق السيطرة على توازنه.

نشرت الأبحاث في 6 أكتوبر في مجلة ساينس روبوتيكس.

سون-جو تشونغ هو المؤلف الرئيسي وأستاذ برين للفضاء والتحكم والأنظمة الديناميكية.

“لقد استوحينا الإلهام من الطبيعة. فكروا في كيفية قدرة الطيور على الخفقان والقفز لتجاوز أسلاك الهاتف،” يقول تشونغ. “سلوك معقد ومثير يحدث عندما تتحرك الطيور بين المشي والطيران. كنا نريد أن نفهم ونتعلم من ذلك.”

“هناك تشابه بين كيفية سيطرة إنسان يرتدي بدلة نفاثة على ساقيه وقدميه عند الهبوط أو الإقلاع وكيف يستخدم ليو السيطرة المتزامنة للمدفعين النفاثين ومفاصل الساق،” يضيف تشونغ. “كنا نريد دراسة واجهة المشي والطيران من وجهة نظر الديناميكية والسيطرة.”

https://www.youtube.com/watch?v=DhpMlI8jb5o&t=5s

الروبوتات ثنائية القامة

الروبوتات ثنائية القامة تستخدم حركات مثل حركات الإنسان لتجاوز تضاريس العالم الحقيقي، ويمكن أن تشمل هذه الحركات الجري أو القفز. ومع ذلك، فإن التضاريس الصعبة غالبًا ما تجعل من الصعب حدوث ذلك. الروبوتات الطائرة قادرة على تجاوز هذه التضاريس الصعبة بسهولة عن طريق الطيران فوقها، ولكنها также معوقة bằng استهلاك الطاقة العالي خلال الطيران وسعة الحمولة المحدودة.

كيونام كيم هو باحث ما بعد الدكتوراه في كاليتش وشارك في تأليف الورقة.

“الروبوتات التي تتمتع بقدرة الحركة المتعددة القدرة قادرة على التحرك في بيئات صعبة أكثر كفاءة من الروبوتات التقليدية عن طريق التبديل بشكل مناسب بين وسائل الحركة المتاحة. على وجه الخصوص، يهدف ليو إلى سد الفجوة بين مجالي الحركة الجوية والبيدالية التي لا يتم دمجها عادة في الأنظمة الروبوتية الحالية،” يقول كيم.

تطوير حركة هجينة

حاول الباحثون التغلب على هذا bằng الاعتماد على حركة هجينة بين المشي والطيران. ليو لديه ساقين خفيفين يخففان العبء عن محركاته الدفعية من خلال دعم كمية كبيرة من الوزن.

باتريك سبيلر هو شارك في تأليف الورقة.

“根据 الحواجز التي يحتاج إلى تجاوزها، يمكن لـليو اختيار استخدام المشي أو الطيران، أو مزيج من الاثنين حسب الحاجة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـليو أداء مناورات حركة غير عادية التي تتطلب حتى في البشر مهارة في التوازن، مثل المشي على خط متوتر وركوب لوح تزلج،” يقول سبيلر.

ليو يبلغ طوله 2.5 قدم ولديه ساقان مع ثلاثة مفاصل محركة، بالإضافة إلى أربعة محركات دفع пропيلرية مثبتة بميل في كتفي الروبوت. تساعد محركات ليو في الحفاظ على استقامة جسمه أثناء المشي، وتغير محركات الساق vị trí الساق لتغيير مركز الثقل للروبوت، وهو ما يحدث من خلال استخدام جهاز تحكم متزامن للمشي والطيران. عندما يطير ليو، يعمل مثل طائرة بدون طيار ويتحرك فقط بواسطة المحركات الدفعية.

إيلينا-سورينا لوبو هي طالبة دراسات عليا في كاليتش وشاركت في تأليف الورقة.

“بسبب محركاته الدفعية، يمكنك دفع ليو بقوة كبيرة دون إسقاطه،” تقول لوبو.

سيبحث الفريق الآن عن تحسين أداء ليو من خلال تطوير تصميم ساق أكثر صلابة يمكنه دعم وزن أكبر، وسيبحثون أيضًا عن زيادة قوة الدفع للمحركات. هدف آخر هو جعل ليو أكثر استقلالية وتجهيزه بخوارزمية تحكم في هبوط الطائرة بدون طيار تم تطويرها حديثًا.

“الآن، يستخدم ليو محركاته الدفعية للتوازن أثناء المشي، مما يعني أنه يستخدم الطاقة بطريقة غير فعالة. نحن نخطط لتحسين تصميم الساق لجعل ليو يمشي ويتوازن بدلاً من ذلك مع مساعدة طفيفة من المحركات الدفعية،” تقول لوبو.