Διβιδικό Ρομπότ Συνδυάζει Περπάτημα και Πτήση για Ναυτιλία σε Σκληρό ΤERRAIN

Ένα διβιδικό ρομπότ που συνδυάζει το περπάτημα και την πτήση για να δημιουργήσει einen νέο τύπο κίνησης αναπτύχθηκε από ερευνητές στο Caltech. Αυτή η νέα συνδυασμός επιτρέπει στο ρομπότ να εκτελεί σύνθετες κινήσεις. 

Το ρομπότ είναι ένα μείγμα μεταξύ ενός ρομπότ που περπατά και ενός ρομπότ που πετά, και ονομάζεται LEONARDO, ή LEO για συντομία. Είναι σε θέση να περπατήσει σε μια σχοινιά, να πηδήξει, και να οδηγήσει ένα σκέιτμπορντ. 

Το ρομπότ αναπτύχθηκε από μια ομάδα στο Caltech’s Center for Autonomous Systems and Technologies (CAST), και είναι το πρώτο ρομπότ που χρησιμοποιεί πολλαπλά σημεία συνδέσμου και προπέλερ-βασισμένες προωθητικές για να επιτύχει έλεγχο πάνω στην ισορροπία του.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στις 6 Οκτωβρίου στο Science Robotics.

Ο Soon-Jo Chung είναι ο συγγραφέας και ο Bren Καθηγητής Αεροδιαστημικής και Ελέγχου και Δυναμικών Συστημάτων. 

“Εμπνευστήκαμε από τη φύση. Σκεφτείτε τον τρόπο με τον οποίο τα πουλιά είναι σε θέση να χτυπήσουν και να πηδήξουν για να ναυτιλήσουν σε τηλεφωνικές γραμμές,” λέει ο Chung. “Μια σύνθετη αλλά ενδιαφέρουσα συμπεριφορά συμβαίνει όταν τα πουλιά κινούνται μεταξύ του περπατήματος και της πτήσης. Ήθελα να κατανοήσω και να μάθω από αυτό.”

“Υπάρχει μια ομοιότητα μεταξύ του τρόπου με τον οποίο ένας άνθρωπος που φοράει einen jet suit ελέγχει τα πόδια και τα πόδια του όταν προσγειώνεται ή απογειώνεται και του τρόπου με τον οποίο το LEO χρησιμοποιεί συγχρονισμένο έλεγχο των κατανεμημένων προπέλερ-βασισμένων προωθητικών και σημείων συνδέσμου,” προσθέτει ο Chung. “Ήθελα να μελετήσω τη διεπαφή του περπατήματος και της πτήσης από την δυναμική και τον έλεγχο.”

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

Διβιδικά Ρομπότ

Τα διβιδικά ρομπότ χρησιμοποιούν κινήσεις όπως οι άνθρωποι για να ναυτιλήσουν σε πραγματικά περιβάλλοντα, και αυτές οι κινήσεις possono να περιλαμβάνουν το τρέξιμο ή το πήδηγμα. Ωστόσο, το σκληρό έδαφος συχνά κάνει δύσκολο αυτό να συμβεί. Τα ρομπότ που πετάνε είναι σε θέση να ναυτιλήσουν εύκολα σε αυτό το ίδιο σκληρό έδαφος πετώντας πάνω από αυτό, αλλά επίσης είναι εμποδισμένα από την υψηλή κατανάλωση ενέργειας κατά την πτήση και την περιορισμένη χωρητικότητα φορτίου.

Ο Kyunam Kim είναι ένας μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Caltech και συν-πρώτος συγγραφέας του εγγράφου.

“Τα ρομπότ με μια πολυ-τροπική κίνηση είναι σε θέση να κινηθούν μέσα από απαιτητικά περιβάλλοντα πιο αποτελεσματικά από τα παραδοσιακά ρομπότ με την κατάλληλη εναλλαγή μεταξύ των διαθέσιμων μέσων κίνησης. Συγκεκριμένα, το LEO στοχεύει να γεφυρώσει το χάσμα μεταξύ των δύο διαφορετικών περιοχών της αεροπορικής και διβιδικής κίνησης που δεν είναι συνήθως συνδεδεμένα σε υπάρχοντα ρομποτικά συστήματα,” λέει ο Kim.

Ανάπτυξη ενός Υβριδικού Κινήματος

Οι ερευνητές προσπάθησαν να ξεπεράσουν αυτό με την εξάρτηση από ένα υβριδικό κίνημα που είναι μεταξύ του περπατήματος και της πτήσης. Το LEO έχει ελαφριά πόδια που αφαιρούν την πίεση από τους προωθητές του υποστηρίζοντας ένα μεγάλο μέρος του βάρους. 

Ο Patrick Spieler είναι συν-πρώτος συγγραφέας του εγγράφου.

“Βασισμένο στο είδος των εμποδίων που πρέπει να διασχίσει, το LEO μπορεί να επιλέξει να χρησιμοποιήσει είτε το περπάτημα είτε την πτήση, ή να συνδυάσει τα δύο όπως χρειάζεται. Επιπλέον, το LEO είναι ικανό να εκτελέσει ασυνήθιστες κινήσεις που ακόμη και στους ανθρώπους απαιτούν μια εξοικείωση με την ισορροπία, όπως το περπάτημα σε μια σχοινιά και το σκέιτμπορντ,” λέει ο Spieler.

Το LEO είναι 2,5 πόδια ψηλό και έχει δύο πόδια με τρία ενεργοποιημένα σημεία, καθώς και τέσσερις προπέλερ-προωθητές που είναι τοποθετημένοι σε einen γωνία στους ώμους του ρομπότ. Οι προπέλερ του LEO βοηθούν να παραμείνει όρθιο ενώ περπατά, και οι ενεργοποιητές των ποδιών αλλάζουν τη θέση των ποδιών για να μετακινήσουν το κέντρο μάζας του ρομπότ προς τα εμπρός, το οποίο το κάνει με την χρήση eines συγχρονισμένου περπατήματος και πτήσης ελεγκτή. Όταν το LEO πετά, λειτουργεί σαν ένα drone και χρησιμοποιεί μόνο τους προπέλερ.

Η Elena-Sorina Lupu είναι eine μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο Caltech και συν-συγγραφέας του εγγράφου.

“Λόγω των προπέλερ, μπορείτε να χτυπήσετε ή να προδώσετε το LEO με πολύ δύναμη χωρίς να το ανατρέψετε πραγματικά,” λέει η Lupu.

Η ομάδα θα κοιτάξει τώρα να βελτιώσει την απόδοση του LEO αναπτύσσοντας einen πιο σκληρό σχεδιασμό ποδιών που μπορεί να υποστηρίξει περισσότερο βάρος, και επίσης θα κοιτάξει να αυξήσει την προώθηση δύναμη των προπέλερ. Ένα άλλο στόχο είναι να κάνει το LEO πιο αυτόνομο και να το εξοπλίσει με einen νεο-αναπτυγμένο αλγόριθμο ελέγχου προσγείωσης drone. 

“Τώρα, το LEO χρησιμοποιεί προπέλερ για να ισορροπήσει κατά το περπάτημα, που σημαίνει ότι χρησιμοποιεί ενέργεια αρκετά αναποτελεσματικά. Σχεδιάζουμε να βελτιώσουμε τον σχεδιασμό του ποδιού για να κάνει το LEO να περπατά και να ισορροπεί με ελάχιστη βοήθεια των προπέλερ,” λέει η Lupu.