רובוטיקה
רובוט דו-פדאלי משלב הליכה וטיסה כדי לנווט בשטח גס
רובוט דו-פדאלי המשלב הליכה וטיסה ליצירת סוג חדש של תנועה פותח על ידי חוקרים ב-Caltech. השילוב החדש הזה מאפשר לרובוט לבצע תנועות מורכבות.
הרובוט הוא שילוב בין רובוט מהלך לרובוט מעופף, והוא נקרא LEONARDO, או בקיצור LEO. הוא מסוגל ללכת על ליין סלק, לקפוץ ולרכוב על סקייטבורד.
הרובוט פותח על ידי צוות במרכז למערכות וטכנולוגיות אוטונומיות של קלטק (CAST), והוא הרובוט הראשון שמשתמש ברגליים מרובי מפרקים ובדחפים מבוססי מדחף כדי להשיג שליטה על האיזון שלו.
המחקר פורסם ב-6 באוקטובר ב רובוטיקה מדעית.
Soon-Jo Chung הוא סופר מקביל ופרופסור ברן לתעופה וחלל ובקרה ומערכות דינמיות.
"שאבנו השראה מהטבע. חשבו על הדרך שבה ציפורים מסוגלות לנפנף ולקפוץ כדי לנווט בקווי טלפון", אומר צ'ונג. "התנהגות מורכבת אך מסקרנת מתרחשת כאשר ציפורים נעות בין הליכה לעוף. רצינו להבין וללמוד מזה".
"יש דמיון בין האופן שבו אדם לובש חליפת סילון שולט ברגליו וברגליים בעת הנחיתה או ההמראה, לבין האופן שבו LEO משתמש בשליטה מסונכרנת של דחפים ומפרקי רגליים מפוזרים מבוססי מדחף", מוסיף צ'ונג. "רצינו ללמוד את הממשק של הליכה וטיסה מנקודת המבט הדינמית והשליטה."
רובוטים דו-פדלים
רובוטים דו-כפיים משתמשים בתנועות כמו בני אדם כדי לנווט בשטחים בעולם האמיתי, ותנועות אלו יכולות לכלול ריצה או קפיצה. עם זאת, שטח גס לעתים קרובות מקשה על כך. רובוטים מעופפים מסוגלים לנווט בקלות באותו שטח מחוספס על ידי טיסה מעליו, אך הם גם נפגעים על ידי צריכת אנרגיה גבוהה במהלך טיסה ויכולת מטען מוגבלת.
Kyunam Kim הוא חוקר פוסט-דוקטורט ב-Caltech ומחבר מוביל של המאמר.
"רובוטים בעלי יכולת תנועה רב-מודאלית מסוגלים לנוע בסביבות מאתגרות ביעילות רבה יותר מרובוטים מסורתיים על ידי מעבר מתאים בין אמצעי התנועה הזמינים שלהם. בפרט, LEO שואפת לגשר על הפער בין שני התחומים הנבדלים של תנועה אווירית ודו-פדאלית שאינם שזורים זה בזה בדרך כלל במערכות רובוטיות קיימות", אומר קים.
פיתוח תנועה היברידית
החוקרים ניסו לעקוף זאת על ידי הסתמכות על תנועה היברידית שנמצאת בין הליכה לטיסה. ל-LEO יש רגליים קלות משקל המורידות לחץ מהדחפים שלה על ידי תמיכה בכמות גדולה מהמשקל.
פטריק שפילר הוא המחבר הראשי של העיתון.
"בהתבסס על סוגי המכשולים שהוא צריך לעבור, LEO יכול לבחור להשתמש בהליכה או בטיסה, או לשלב את השניים לפי הצורך. בנוסף, LEO מסוגל לבצע תמרוני תנועה יוצאי דופן, שאפילו אצל בני אדם דורשים שליטה בשיווי משקל, כמו הליכה על ליין סלק וסקייטבורד", אומר שפילר.
גובה LEO 2.5 רגל ויש לו שתי רגליים עם שלושה מפרקים מופעלים, כמו גם ארבעה דחפי מדחף שמותקנים בזווית בכתפי הרובוט. המדחפים של LEO עוזרים לשמור אותו זקוף בזמן שהוא הולך, ומפעילי הרגליים משנים את מיקום הרגליים כדי להזיז את מרכז המסה של הרובוט קדימה, דבר שהוא עושה באמצעות בקר הליכה וטיסה מסונכרן. כאשר LEO טס, הוא פועל כמו מזל"ט ומשתמש רק במדחפים.
אלנה-סורינה לופו היא סטודנטית לתואר שני ב-Caltech ומחברת שותפה של המאמר.
"בגלל המדחפים שלו, אתה יכול לתקוע או לדרבן את LEO בכוח רב מבלי באמת להפיל את הרובוט", אומר לופו.
הצוות יחפש כעת לשפר את הביצועים של LEO על ידי פיתוח עיצוב רגל קשיח יותר שיכול לתמוך במשקל רב יותר, והם גם יחפשו להגביר את כוח הדחף של המדחפים. מטרה נוספת היא להפוך את LEO ליותר אוטונומי ולצייד אותו באלגוריתם בקרת נחיתת מזל"ט חדש שפותח.
"כרגע, LEO משתמש במדחפים כדי לאזן במהלך ההליכה, מה שאומר שהוא משתמש באנרגיה בצורה לא יעילה למדי. אנחנו מתכננים לשפר את עיצוב הרגל כדי לגרום ל-LEO ללכת ולהתאזן עם סיוע מינימלי של מדחפים", אומר לופו.
