Naukowcy opracowują nowy wzór dla energooszczędnych robotów

Naukowcy armii opracowali nowy wzór, który dostarcza nowych spostrzeżeń na temat budowy energooszczędnego, wielonożnego robota.

Artykuł został opublikowany w PLOS One. 

Zmiana rozwoju pojazdów armii

U.S. Army Combat Capabilities Development Command, czyli DEVCOM, wraz z laboratorium badawczym armii i doktorami Alexandrem Kott, Seanem Gart i Jasonem Pusey, opracowują nowe pomysły na budowę autonomicznych, wielonożnych platform robotycznych. Zespół koncentruje się na tym, aby działały one tak efektywnie, jak inne systemy mobilne na ziemi. 

Użycie takich systemów może zmienić rozwój pojazdów armii, a zdaniem naukowców, nie wiedzą jeszcze, dlaczego wielonożne, kołowe i gąsienicowe systemy pasują do tej samej krzywej, ale nowe odkrycia są krokiem naprzód.

“Jeśli deweloperzy pojazdów znajdą konkretny projekt, który wymagałby więcej mocy, niż jest to możliwe z uwzględnieniem różnych ograniczeń świata rzeczywistego, nowy wzór może wskazać konkretnie, jakie potrzeby istnieją w zakresie poprawy transmisji i generacji mocy, lub przemyślenia wymagań dotyczących masy i prędkości pojazdu”, powiedział Gart.

Opracowanie nowego wzoru

Naukowcy zostali zainspirowani wzorem z lat 80., który pokazuje relacje między masą, prędkością i wydatkami energetycznymi zwierząt, i opracowali nowy wzór, który może być stosowany w szerokim zakresie systemów wielonożnych, kołowych i gąsienicowych, takich jak roboty lądowe.

Zespół uważa, że są pierwszymi, którzy zbadali relacje wynikające z tych danych, pomimo że były one dostępne przez 30 lat. Odkrycia pokazują, że systemy wielonożne są równie efektywne, co systemy kołowe i gąsienicowe.

Kott pełni funkcję głównego naukowca laboratorium. 

“W świecie bezzałogowych pojazdów latających i inteligentnych amunicji, rośnie rola piechoty, która może poruszać się, często przez wiele dni, i atakować w najbardziej zniszczonym terenie, takim jak góry, gęste lasy i środowiska miejskie”, powiedział Kott. “To dlatego, że taki teren zapewnia największą osłonę i ukrycie przed bezzałogowymi pojazdami latającymi. To z kolei wymaga, aby piechota była wspierana przez pojazdy, które mogą poruszać się łatwo w takim terenie. Pojazdy wielonożne – możliwe, że autonomiczne – byłyby bardzo pomocne.”

Efektywność energetyczna

Według Kotta, jednym z problemów z robotami wielonożnymi jest to, że wydają się mieć słabą efektywność energetyczną, co może ograniczać współpracę z żołnierzami. 

“Przez ostatnie 30 lat, amerykańscy naukowcy wojskowi zajmowali się licznymi wyzwaniami w rozwoju autonomicznych pojazdów”, powiedział Kott. “Pojazdy lądowe, które poruszają się na kołach lub gąsienicach, oraz pojazdy powietrzne, które przypominają małe samoloty, które nazywamy stałymi skrzydłami, oraz małe śmigłowce, które nazywamy obrotowymi skrzydłami, są teraz cichsze i łatwiejsze do integracji z formacjami wojskowymi. Ale dla platform wielonożnych wiele przeszkód pozostaje niejasnych, a jednym z największych jest uczynienie ich efektywnymi energetycznie.”

Żołnierze nie mogą pozwolić sobie na noszenie paliwa lub baterii dla “energożądnych robotów wielonożnych”, powiedział.

Z nowym wzorem, zespół odkrył, że platformy wielonożne wykonane przez człowieka powinny być równie efektywne, co systemy kołowe i gąsienicowe. 

Zespół zbierał różnorodne dane systemów mobilnych i badał połączone systemy, takie jak Ford Model T. 

Według Garta, badania pomogą projektantom określić kompromisy między mocą, prędkością i masą dla przyszłych robotów lądowych do celów obronnych. 

Wzór może również przybliżyć ilość mocy wymaganej przez pojazd.

“Armia musi opracować realistyczne, ale ambitne cele dla kompromisów między mocą, prędkością i masą przyszłych robotów lądowych”, powiedział Kott. “Nie jest pożądane, aby opierać się na bieżącym doświadczeniu, ponieważ sprzęt wojskowy jest często rozwijany i używany przez wiele lat, a nawet dziesięcioleci; dlatego specyfikacje i projektanci takiego sprzętu muszą opierać się na przyszłych możliwościach technologicznych, które niekoniecznie są w pełni zrozumiałe w momencie projektowania.”