Ρομπότ Περπατούν Γρηγορότερα Με Τα Νέα Αναπτυγμένα Ελαστικά Πόδια

Οι ρομποτικοί μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο έχουν αναπτύξει ελαστικά πόδια για ρομπότ. Η νέα τεχνολογία μπορεί να οδηγήσει σε ρομπότ που περπατούν 40 τοις εκατό γρηγορότερα σε ανώμαλες επιφάνειες όπως χαλίκια και ξύλινες σκόνες.

Η νέα ανάπτυξη είναι σημαντική για eine ποικιλία διαφορετικών εφαρμογών, ιδιαίτερα για αποστολές αναζήτησης και διάσωσης.

Η έρευνα θα παρουσιαστεί στη διάσκεψη RoboSoft, η οποία θα είναι εικονική και θα λάβει χώρα μεταξύ 15 Μαΐου και 15 Ιουλίου 2020.

Η Emily Lathrop είναι φοιτήτρια διδακτορικού στο Τμήμα Μηχανικής του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο και η πρώτη συγγραφέας της εργασίας.

«Τα ρομπότ πρέπει να μπορούν να περπατούν γρήγορα και αποτελεσματικά σε φυσικές, ανώμαλες επιφάνειες, ώστε να μπορούν να πάνε παντού όπου possono οι άνθρωποι, αλλά ίσως δεν πρέπει», είπε η Lathrop.

Ο Michael T. Tolley είναι καθηγητής στο Τμήμα Μηχανικής και Αεροδιαστημικής του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο. Είναι ο старший συγγραφέας της εργασίας.

«Συνήθως, τα ρομπότ μπορούν να ελέγχουν μόνο την κίνηση σε συγκεκριμένα σημεία», είπε ο Tolley. «Σε αυτή τη δουλειά, δείξαμε ότι ένα ρομπότ που μπορεί να ελέγχει την σκληρότητα και, κατά συνέπεια, το σχήμα, των ποδιών του, υπερέχει των παραδοσιακών σχεδιασμών και μπορεί να προσαρμοστεί σε eine ποικιλία επιφανειών».

https://www.youtube.com/watch?v=rVKKwbaojAo&feature=emb_logo

Ελαστικά Ρομποτικά Πόδια

Τα ελαστικά ρομποτικά πόδια αποτελούνται από μια μεμβράνη λάτεξ που είναι γεμάτη με καφεγρό. Ο καφεγρός μπορεί να μεταβαίνει μεταξύ της συμπεριφοράς ως στερεό και υγρό. Ο μηχανισμός που επιτρέπει στα γρανικά μέσα, όπως ο καφεγρός, να συμπεριφέρονται με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται γρανικό κλείδωμα. Ως αποτέλεσμα, τα ρομπότ μπορούν να περπατούν γρηγορότερα και να έχουν καλύτερη πρόσφυση.

Όταν τα πόδια του ρομπότ αγγίζουν το έδαφος, γίνονται σκληρά και προσαρμόζονται στην επιφάνεια για να δημιουργήσουν σταθερή βάση. Όταν κινούνται, τα πόδια αποκλείονται και χαλαρώνουν μεταξύ των βημάτων, και υποστηρικτικές δομές εξαρτώνται για να βοηθήσουν στην διατήρηση της ελαστικότητας τους ενώ είναι κλειδωμένα.

Αυτά τα ελαστικά πόδια ήταν τα πρώτα του είδους τους που δοκιμάστηκαν σε ανώμαλες επιφάνειες.

Οι ερευνητές εγκατέστησαν τα πόδια σε ένα εξαποδικό ρομπότ και σχεδίασαν και κατασκεύασαν ένα σύστημα πάνω στο ρομπότ. Το σύστημα είναι ικανό να παράγει αρνητική πίεση και θετική πίεση για να αποκλείσει και να απελευθερώσει τα πόδια μεταξύ κάθε βήματος. Για να κλείσουν τα πόδια, μια αντλία κενού αφαιρεί τον αέρα μεταξύ του καφεγρού. Μπορούν επίσης να κλειδωθούν παθητικά αν το βάρος του ρομπότ εξαναγκάσει τον αέρα να βγει από μεταξύ του καφεγρού.

Ανώμαλες Επιφάνειες

Το ρομπότ δοκιμάστηκε να περπατά σε eine ποικιλία διαφορετικών επιφανειών, συμπεριλαμβανομένων επίπεδου εδάφους, ξύλινες σκόνες και χαλίκια, με και χωρίς τα ελαστικά πόδια. Τα αποτελέσματα ήταν ότι το παθητικό κλείδωμα είναι πιο αποτελεσματικό σε επίπεδο έδαφος και το ενεργό κλείδωμα είναι καλύτερο σε χαλαρά βράχια.

Με τα ελαστικά πόδια, τα πόδια του ρομπότ μπορούσαν να πιάσουν το έδαφος καλύτερα, το οποίο με τη σειρά του αυξάνει την ταχύτητά του. Αυτό ήταν ιδιαίτερα αληθινό όταν το ρομπότ περπατούσε σε ανώμαλο και κεκλιμένο έδαφος.

Ο Nick Gravish είναι καθηγητής στο Τμήμα Μηχανικής και Αεροδιαστημικής του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο και συγγραφέας της μελέτης.

«Ο φυσικός κόσμος είναι γεμάτος με προκλήσεις για τα ρομπότ που περπατούν — ολισθηρές, βραχώδεις και μαλακές επιφάνειες κάνουν το περπάτημα περίπλοκο», είπε ο Gravish. «Πόδια που μπορούν να προσαρμοστούν σε αυτές τις διαφορετικές επιφάνειες μπορούν να βοηθήσουν τα ρομπότ να βελτιώσουν την κινητικότητά τους».

Οι ερευνητές θα προσπαθήσουν να ενσωματώσουν μαλακές αισθητήρες στο κάτω μέρος των ποδιών, οι οποίοι θα επιτρέψουν την उपयποίηση μιας ηλεκτρονικής πίνακας ελέγχου. Η ηλεκτρονική πίνακας ελέγχου θα αναγνώριζε τον τύπο του εδάφους που το ρομπότ θα περπατούσε και αν τα πόδια χρειάζονται να κλειδωθούν ενεργά ή παθητικά. Οι ερευνητές θα συνεχίσουν επίσης να βελτιώνουν τους αλγορίθμους σχεδιασμού και ελέγχου για καλύτερη αποτελεσματικότητα.