Ученые разработали новую формулу для энергосберегающих роботов

Ученые армии разработали новую формулу, которая дает свежий взгляд на то, как можно построить энергосберегающего робота с ногами.

Статья была опубликована в PLOS One.

Изменение разработки армейских транспортных средств

Командование по разработке боевых возможностей армии США, или DEVCOM, вместе с докторами Александром Коттом, Шоном Гартом и Джейсоном Пьюси разрабатывают новые идеи для строительства автономных военных роботов с ногами. Команда фокусируется на том, чтобы сделать их работать так же эффективно, как и другие системы движения по земле.

Использование таких систем может изменить разработку армейских транспортных средств, и, по мнению ученых, они еще не знают, почему системы с ногами, колесами и гусеницами подходят под одну и ту же кривую, но новые открытия являются шагом вперед.

“Если разработчики транспортных средств обнаруживают, что определенный дизайн требует больше мощности, чем это возможно с учетом различных реальных ограничений, новая формула может указать на конкретные потребности в улучшении передачи и генерации мощности или на переосмысление требований к массе и скорости транспортного средства”, – сказал Гарт.

Разработка новой формулы

Ученые были вдохновлены формулой 1980-х годов, которая показывает отношения между массой, скоростью и расходом энергии животных, и они разработали новую формулу, которая может быть применена к широкому спектру систем с ногами, колесами и гусеницами, таких как наземные роботы.

Команда считает, что они первые, кто собрал и изучил отношения, которые возникают из этих данных, несмотря на то, что они существуют уже 30 лет. Открытия демонстрируют, что системы с ногами так же эффективны, как и системы с колесами и гусеницами.

Котт является главным ученым лаборатории.

“В мире беспилотных летательных аппаратов и интеллектуальных боеприпасов есть растущая роль для пехоты, которая может продвигаться, часто в течение нескольких дней, и атаковать в самых разрушенных местах, таких как горы, густые леса и городские среды”, – сказал Котт. “Это потому, что такие местности обеспечивают наибольшее укрытие и сокрытие от беспилотных летательных аппаратов. Это, в свою очередь, требует, чтобы пехота была поддержана транспортными средствами, которые могут легко двигаться в таких местах. Роботы с ногами – возможно, автономные – были бы очень полезны.”

Энергоэффективность

По мнению Котта, одной из проблем с роботами с ногами является то, что они, кажется, имеют плохую энергоэффективность, и это может ограничить их использование вместе с солдатами.

“В течение последних 30 лет военные ученые США решали ряд задач в разработке автономных транспортных средств”, – сказал Котт. “Наземные транспортные средства, которые маневрируют на колесах или гусеницах, и воздушные транспортные средства, которые похожи на небольшие самолеты, которые мы называем фиксированным крылом, и небольшие вертолеты, которые являются вращающимися крыльями, теперь более тихие и легче интегрируются в формирования войск. Но для платформ с ногами многие препятствия остаются неуловимыми, и одним из них является повышение их энергоэффективности.”

Солдатам нельзя нести топливо или батареи для “энергоемких роботов с ногами”, – сказал он.

С новой формулой команда обнаружила, что созданные человеком платформы с ногами должны быть так же эффективны, как и системы с колесами и гусеницами.

Команда собрала разнообразные данные о наземных мобильных системах и изучила комбинированные системы, такие как Ford Model T.

По мнению Гарта, исследования помогут разработчикам определить компромиссы между мощностью, скоростью и массой для будущих наземных роботов для оборонных целей.

Формула также может приблизительно определить количество мощности, необходимой транспортному средству.

“Армия должна разработать реальные, но амбициозные цели для компромиссов между мощностью, скоростью и массой будущих наземных роботов”, – сказал Котт. “Нежелательно основывать такие цели на текущем опыте, поскольку военная техника часто разрабатывается и используется в течение нескольких лет и даже десятилетий; поэтому разработчики такой техники должны основывать свои цели – конкурентоспособные, но достижимые – на будущих технологических возможностях, которые не обязательно полностью понимаем на момент разработки.”