Vědci vyvinuli novou formuli pro energeticky efektivní roboty

Vědci z armády vyvinuli novou formuli, která přináší nové poznatky o tom, jak by mohl být postaven energeticky efektivní robot s nohama.

Článek byl publikován v PLOS One. 

Změna vývoje vozidel armády

U.S. Army Combat Capabilities Development Command, nebo DEVCOM, spolu s Dr. Alexandrem Kottem, Seanem Gartem a Jasonem Puseyem z Army Research Laboratory, přichází s novými nápady na stavbu autonomních vojenských robotů s nohama. Tým se zaměřuje na to, aby tyto systémy fungovaly stejně efektivně jako ostatní pozemní mobilní systémy. 

Používání těchto systémů by mohlo změnit vývoj vozidel armády a podle vědců ještě nevědí, proč systémy s nohama, koly a pásy odpovídají stejné křivce, ale nové poznatky jsou krokem vpřed.

“Pokud vývojáři vozidel zjistí, že určitý design by vyžadoval více energie, než je目前 možné s ohledem na různé reálné omezení, nová formule by mohla ukázat konkrétní potřeby pro zlepšení přenosu a generování energie, nebo přehodnotit požadavky na hmotnost a rychlost vozidla,” řekl Gart.

Vývoj nové formule

Vědci byli inspirováni formulí z 80. let, která ukazuje vztahy mezi hmotností, rychlostí a spotřebou energie zvířat, a vyvinuli novou formuli, která může být aplikována na širokou škálu systémů s nohama, koly a pásy, jako jsou pozemní roboti.

Tým věří, že jsou první, kdo sestavil a studoval vztahy, které vyplývají z těchto dat, přestože jsou k dispozici již 30 let. Zjištění ukazují, že systémy s nohama jsou stejně efektivní jako systémy s koly a pásy.

Kott působí jako hlavní vědec laboratoře. 

“Ve světě bezpilotních bojových letadel a inteligentních municií je rostoucí role pro pěchotu, která může postupovat, často po několik dní, a útočit v nejzahuštěnějším terénu, jako jsou hory, husté lesy a městské prostředí,” řekl Kott. “To je proto, že takový terén poskytuje největší krytí a utajení proti bezpilotním letadlům. To zase vyžaduje, aby pěchota byla podporována vozidly, která mohou snadno pohybovat v takovém rozbitém terénu. Roboty s nohama – možná autonomní – by byly velmi užitečné.”

Energetická efektivita

Podle Kotta je jedním z problémů s roboty s nohama to, že zdají se mít špatnou energetickou efektivitu, a to může omezit spolupráci s vojáky. 

“Po dobu 30 let řešili vojenské vědci řadu výzev při vývoji autonomních vozidel,” řekl Kott. “Pozemní vozidla, která se pohybují na kolech nebo pásech, a letadla, která připomínají malé letadla, která nazýváme pevnými křídly, a malé vrtulníky, které jsou rotory, jsou nyní tišší a snazší integrovat do formací vojáků. Ale pro roboty s nohama zůstává mnoho překážek, a jedna z největších je udělat je energeticky efektivní.”

Vojáci si nemohou dovolit nést palivo nebo baterie pro “energeticky žíznivé roboty s nohama,” řekl.

S novou formuli tým zjistil, že lidské platformy s nohama by měly být stejně efektivní jako systémy s koly a pásy. 

Tým shromáždil rozmanitá data o pozemních mobilních systémech a studoval kombinované systémy, jako je Ford Model T. 

Podle Garta bude výzkum pomáhat designérům určit kompromisy mezi energií, rychlostí a hmotností pro budoucí pozemní roboty pro obranné účely. 

Formule by mohla také aproximovat množství energie požadované vozidlem.

“Armáda musí vyvinout reálné, ale ambiciózní cíle pro kompromisy mezi energií, rychlostí a hmotností budoucích pozemních robotů,” řekl Kott. “Není žádoucí zakládat tyto cíle na současné zkušenosti, protože vojenská technika je často vyvíjena a používána po mnoho let a dokonce desetiletí; proto musí specifikátoři a designéři této techniky zakládat své cíle – soutěživé, ale dosažitelné – na budoucích technologických možnostech, které nejsou nutně plně pochopeny v době návrhu.”