Teadlased töötavad välja uue energiatõhusate robotite valemi

Armee teadlased on välja töötanud uue valemi, mis annab värske ülevaate energiatõhusa jalaga roboti ehitamisest.

Paber ilmus aastal PLoS One. 

Muutuv armee sõidukite arendamine

USA armee lahinguvõimete arendamise väejuhatus ehk DEVCOM koos armee uurimislabori dr. Alexander Kott, Sean Gart ja Jason Pusey tulevad välja uute ideedega autonoomsete sõjaliste jalgadega robotplatvormide ehitamiseks. Meeskond keskendub sellele, et need töötaksid sama tõhusalt kui mis tahes muud maapealsed mobiilsed süsteemid. 

Selliste süsteemide kasutamine võib muuta armee sõidukite arengut ja teadlaste sõnul ei tea nad veel, miks jalg-, ratas- ja roomiksüsteemid sobivad samale kõverale, kuid uued leiud on samm edasi.

"Kui sõidukiarendajad leiavad, et teatud konstruktsioon nõuab rohkem võimsust, kui praegu on võimalik, arvestades erinevaid reaalseid piiranguid, võib uus valem osutada konkreetsetele vajadustele parema jõuülekande ja -tootmise järele või kaaluda ümber sõiduki massi- ja kiirusnõuded. sõidukit,” ütles Gart.

Uue valemi väljatöötamine

Teadlased said inspiratsiooni 1980. aastate valemist, mis näitab seost loomade massi, kiiruse ja võimsuskulu vahel, ning nad töötasid välja uue valemi, mida saab rakendada paljude jalgadega, ratastega ja roomiksüsteemidega, nagu maapealsed robotid.

Meeskond usub, et nad on esimesed, kes koguvad ja uurivad nendest andmetest tulenevaid seoseid, hoolimata sellest, et need on olnud umbes 30 aastat. Tulemused näitavad, et jalgadega süsteemid on sama tõhusad kui ratastega ja roomikplatvormid.

Kott on labori peateadlane. 

"Mehitamata lahinglennukite ja intelligentse laskemoona maailmas on kasvav roll demonteeritud jalaväel, kes suudab edasi liikuda, sageli mitu päeva, ja rünnata kõige segasemal maastikul, nagu mäed, tihedad metsad ja linnakeskkond," ütles Kott. . „Seda seetõttu, et selline maastik pakub mehitamata õhusõidukite eest suurimat kaitset ja varjamist. See omakorda eeldab, et demonteeritud jalaväelasi peaksid abistama sõidukid, mis suudavad sellisel katkisel maastikul kergesti liikuda. Jaladega sõidukid – võib-olla autonoomsed – oleksid väga kasulikud.

Energiatõhususe

Kotti sõnul on jalgadega robotite üks probleeme see, et neil näib olevat halb energiatõhusus ja see võib piirata Soldiersiga meeskonnatööd. 

"Viimase 30 aasta jooksul on USA sõjateadlased autonoomsete sõidukite väljatöötamisel tegelenud mitmete väljakutsetega," ütles Kott. „Ratastel või roomikutel manööverdavad maismaasõidukid ja väikelennukeid meenutavad õhusõidukid, mida me nimetame fikseeritud tiibadega, ja väikesed helikopterid, mis on pöörlevate tiibadega, on nüüd vaiksemad ja hõlpsamini integreeritavad väekoosseisudesse. Jalgsete platvormide puhul jäävad aga paljud tõkked tabamatuks ja suur takistus muudab need energiatõhusaks.

Sõdurid ei saa endale lubada "energiajanuliste jalgadega robotite" kütuse ega akude kandmist, ütles ta.

Uue valemiga avastas meeskond, et inimese loodud jalgadega platvormid peaksid olema sama tõhusad kui ratastega ja roomikutega platvormid. 

Meeskond kogus erinevaid maapealse mobiilse süsteemi andmeid ja uuris kombineeritud süsteeme, nagu Ford Model T. 

Garti sõnul aitavad uuringud disaineritel määrata tulevaste kaitseotstarbeliste maapealsete robotite võimsuse, kiiruse ja massi kompromisse. 

Valem võib ka ligikaudselt hinnata sõiduki jaoks vajalikku võimsust.

"Armee peab välja töötama teostatavad, kuid ambitsioonikad eesmärgid kompromissideks tulevaste maapealsete robotite võimsuse, kiiruse ja massi vahel," ütles Kott. „Selliste sihtmärkide seadmine praegusele kogemusele ei ole soovitav, sest sõjalist riistvara arendatakse ja kasutatakse sageli mitu aastat ja isegi aastakümneid; Seetõttu peavad sellise riistvara spetsifikaatorid ja disainerid lähtuma oma eesmärkidest, mis on konkurentsivõimelised, kuid siiski saavutatavad, tulevaste tehnoloogiliste võimalustega, mida projekteerimise ajal ei pruugita täielikult mõista.