الروبوتات تمشي بشكل أسرع بأقدام مرنة مطورة حديثًا

طور علماء الروبوتات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو أقدامًا مرنة للروبوتات. يمكن أن تؤدي التكنولوجيا الجديدة إلى قيام الروبوتات بالمشي بسرعة أكبر بنسبة 40 في المائة على التضاريس غير المستوية مثل الحصى ورقائق الخشب. 

يعد التطوير الجديد مهمًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات المختلفة ، لا سيما مهام البحث والإنقاذ. 

سيتم تقديم البحث في مؤتمر RoboSoft، والتي ستكون افتراضية وستقام في الفترة ما بين 15 مايو و 15 يوليو 2020. 

إميلي لاثروب حاصلة على درجة الدكتوراه. طالب في كلية جاكوبس للهندسة في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو والمؤلف الأول للورقة.

"يجب أن تكون الروبوتات قادرة على المشي بسرعة وكفاءة على التضاريس الطبيعية غير المستوية حتى تتمكن من الذهاب إلى أي مكان يمكن للبشر الذهاب إليه ، ولكن ربما لا ينبغي لهم ذلك ". 

مايكل تي توللي أستاذ في قسم الهندسة الميكانيكية والفضاء في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو. هو مؤلف رئيسي للورقة. 

قال توللي: "عادة ، تكون الروبوتات قادرة فقط على التحكم في الحركة في مفاصل معينة". "في هذا العمل ، أظهرنا أن الإنسان الآلي الذي يمكنه التحكم في الصلابة ، ومن ثم شكل قدمه ، يتفوق في الأداء على التصميمات التقليدية وقادرًا على التكيف مع مجموعة متنوعة من التضاريس."

قدم روبوتية مرنة

تتكون الأرجل الآلية المرنة من غشاء لاتكس مملوء بحبات القهوة. يمكن أن تتنقل حبيبات القهوة ذهابًا وإيابًا بين العمل كمادة صلبة وسائلة. الآلية التي تسمح للوسائط الحبيبية ، مثل القهوة المطحونة ، بالعمل بهذه الطريقة تسمى التشويش الحبيبي. ونتيجة لذلك ، يمكن للروبوتات أن تمشي بشكل أسرع وتتمتع بقبضة أفضل.

عندما تلمس أقدام الروبوت الأرض ، فإنها تصبح ثابتة وتتوافق مع السطح من أجل إقامة قاعدة صلبة. عندما يتحركون ، فإن القدمين تنفجر وتتراخيان بين الدرجات ، ويتم الاعتماد على هياكل الدعم لمساعدتها على البقاء مرنة أثناء التشويش. 

كانت هذه الأقدام المرنة هي الأولى من نوعها التي يتم اختبارها على الأسطح غير المستوية. 

قام الباحثون بتثبيت القدمين على روبوت سداسي الأرجل ، وقاموا بتصميم وبناء نظام على متن الطائرة. النظام الموجود على متن الطائرة قادر على توليد ضغط سلبي وضغط إيجابي من أجل فك وتكدس القدمين بين كل خطوة. من أجل تشويش القدمين ، تقوم مضخة تفريغ بإزالة الهواء بين القهوة المطحونة. يمكن أيضًا تشويشها بشكل سلبي إذا دفع وزن الروبوت الهواء للخروج من بين القهوة المطحونة. 

الأسطح غير المستوية

تم اختبار الروبوت وهو يمشي على مجموعة متنوعة من الأسطح المختلفة ، بما في ذلك الأرضية المسطحة ، ورقائق الخشب ، والحصى ، مع وبدون أرجل مرنة. كانت النتائج أن التشويش السلبي يكون أكثر فاعلية على الأرض المسطحة وأن التشويش النشط يكون أفضل على الصخور السائبة. 

بفضل الأرجل المرنة ، تمكنت أرجل الروبوت من الإمساك بالأرض بشكل أفضل ، مما أدى بدوره إلى زيادة سرعته. كان هذا صحيحًا بشكل خاص عندما سار الروبوت فوق التضاريس المنحدرة وغير المستوية.

Nick Gravish هو أستاذ في قسم الهندسة الميكانيكية والفضاء بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو ومؤلف مشارك في الدراسة. 

قال Gravish: "إن العالم الطبيعي مليء بالمناطق الصعبة لروبوتات المشي - فالركائز الزلقة والصخرية والاسفنجية تجعل المشي معقدًا". "الأقدام التي يمكن أن تتكيف مع هذه الأنواع المختلفة من الأرض يمكن أن تساعد الروبوتات في تحسين الحركة."

سيحاول الباحثون الآن دمج أجهزة استشعار ناعمة في أسفل القدمين ، مما سيسمح باستخدام لوحة تحكم إلكترونية. تحدد لوحة التحكم الإلكترونية نوع الأرض التي يمشي عليها الروبوت وما إذا كانت القدمان بحاجة إلى التشويش النشط أو السلبي. سيستمر الباحثون أيضًا في تحسين خوارزميات التصميم والتحكم لتحقيق كفاءة أفضل.