Oamenii de știință dezvoltă o nouă formulă pentru roboți eficienți din punct de vedere energetic

Oamenii de știință ai armatei au dezvoltat o nouă formulă care oferă perspective noi cu privire la modul în care ar putea fi construit un robot cu picioare eficient din punct de vedere energetic.

Articolul a fost publicat în PLOS One. 

Schimbarea dezvoltării vehiculelor armatei

Comanda pentru dezvoltarea capacităților de luptă a armatei americane, sau DEVCOM, împreună cu Dr. Alexander Kott, Dr. Sean Gart și Dr. Jason Pusey de la Laboratorul de cercetare al armatei, vin cu idei noi pentru construirea de platforme robotice autonome cu picioare pentru armată. Echipa se concentrează pe faptul de a face aceste platforme să funcționeze la fel de eficient ca orice alt sistem mobil de pe uscat. 

Utilizarea unor astfel de sisteme ar putea schimba dezvoltarea vehiculelor armatei, iar, potrivit oamenilor de știință, ei nu știu încă de ce sistemele cu picioare, cu roți și cu șenile se potrivesc aceleiași curbă, dar noile descoperiri reprezintă un pas înainte.

“Dacă dezvoltatorii de vehicule găsesc o anumită proiectare care necesită mai multă putere decât este posibil în prezent, dată fiind o varietate de constrângeri din lumea reală, noua formulă ar putea indica nevoi specifice pentru îmbunătățirea transmisiei și generării de putere, sau pentru a reevalua cerințele de masă și viteză ale vehiculului,” a spus Gart.

Dezvoltarea noii formule

Oamenii de știință au fost inspirați de o formulă din anii 1980 care arată relațiile dintre masă, viteză și cheltuieli de putere ale animalelor, și au dezvoltat o nouă formulă care poate fi aplicată unei game largi de sisteme cu picioare, cu roți și cu șenile, cum ar fi roboții de pe uscat.

Echipa consideră că sunt primii care au adunat și au studiat relațiile care rezultă din aceste date, deși acestea au fost disponibile timp de 30 de ani. Descoperirile demonstrează că sistemele cu picioare sunt la fel de eficiente ca platformele cu roți și cu șenile.

Kott este șeful laboratorului de cercetare. 

“În lumea vehiculelor de luptă aeriene fără pilot și a munițiilor inteligente, există un rol tot mai important pentru infanteria care poate înainta, adesea timp de mai multe zile, și ataca în cele mai accidentate terenuri, cum ar fi munții, pădurile dense și mediul urban,” a spus Kott. “Acest lucru se datorează faptului că un astfel de teren oferă cea mai bună acoperire și ascunzătoare împotriva vehiculelor aeriene fără pilot. Acest lucru, la rândul său, cere ca infanteria să fie asistată de vehicule capabile să se deplaseze ușor într-un astfel de teren accidentat. Vehiculele cu picioare – posibil autonome – ar fi foarte utile.”

Eficiență energetică

Conform lui Kott, una dintre problemele cu roboții cu picioare este că par a avea o eficiență energetică slabă, ceea ce poate limita colaborarea cu soldații. 

“În ultimii 30 de ani, oamenii de știință militari americani au abordat o serie de provocări în dezvoltarea vehiculelor autonome,” a spus Kott. “Vehiculele de pe uscat care se deplasează pe roți sau șenile, și vehiculele aeriene care semănă cu avioanele mici, pe care le numim aripi fixe, și elicopterele mici, care sunt aripi rotative, sunt acum mai liniștite și mai ușor de integrat în formațiunile de trupe. Dar pentru platformele cu picioare, multe obstacole rămân evazive, și unul dintre ele este eficiența energetică.”

Soldații nu își pot permite să transporte combustibil sau baterii pentru “roboți cu picioare însetați de energie,” a spus el.

Cu noua formulă, echipa a aflat că platformele cu picioare create de oameni ar trebui să fie la fel de eficiente ca platformele cu roți și cu șenile. 

Echipa a colectat date diverse despre sistemele mobile de pe uscat și a studiat sisteme combinate, cum ar fi Ford Model T. 

Conform lui Gart, cercetarea va ajuta designerii să determine compromisurile între putere, viteză și masă pentru roboții terestre viitoare pentru apărare. 

Formula ar putea aproxima, de asemenea, cantitatea de putere necesară unui vehicul.

“Armata trebuie să dezvolte ținte fezabile, dar ambițioase, pentru compromisurile între putere, viteză și masă ale roboților terestre viitoare,” a spus Kott. “Nu este de dorit să se bazeze astfel de ținte pe experiența actuală, deoarece hardware-ul militar este adesea dezvoltat și utilizat timp de mai mulți ani și chiar decenii; prin urmare, cei care specifică și proiectează astfel de hardware trebuie să-și bazeze țintele – competitive, dar realizabile – pe oportunitățile tehnologice viitoare, care nu sunt neapărat pe deplin înțelese la momentul proiectării.”