Роботи ходять швидше завдяки нещодавно розробленим гнучким ногам

Робототехніки з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго розробили гнучкі ноги для роботів. Нова технологія може призвести до того, що роботи рухатимуться на 40 відсотків швидше по нерівній місцевості, як-от галька та дерев’яна тріска. 

Нова розробка важлива для різноманітних застосувань, особливо пошуково-рятувальних місій. 

Дослідження буде представлено на Конференція RoboSoft, який буде віртуальним і проходитиме з 15 травня по 15 липня 2020 року. 

Емілі Летроп є доктором філософії. студент інженерної школи Джейкобса в Каліфорнійському університеті в Сан-Дієго та перший автор статті.

"Роботи повинні мати можливість швидко й ефективно ходити по природному нерівному рельєфу, щоб вони могли йти всюди, куди можуть йти люди, але, можливо, не повинні», — сказав Латроп. 

Майкл Т. Толлі, професор кафедри механічної та аерокосмічної інженерії Каліфорнійського університету в Сан-Дієго. Він є старшим автором статті. 

«Зазвичай роботи здатні контролювати рух лише в певних суглобах», — сказав Толлі. «У цій роботі ми показали, що робот, який може контролювати жорсткість і, отже, форму своїх ніг, перевершує традиційні конструкції та здатний адаптуватися до різноманітних рельєфів».

Гнучкі роботизовані ноги

Гнучкі роботизовані ніжки складаються з латексної мембрани, наповненої кавовою гущею. Кавова гуща здатна рухатися вперед і назад між діями як тверда речовина та рідина. Механізм, який дозволяє гранульованим носіям, таким як кавова гуща, діяти таким чином, називається гранульованим застряванням. В результаті роботи можуть ходити швидше і краще зчепити.

Коли ноги робота торкаються землі, вони стають твердими та прилягають до поверхні, щоб створити міцну опору. Коли вони рухаються, стопи застрягають і послаблюються між кроками, а підтримуючі конструкції допомагають їм залишатися гнучкими під час застрявання. 

Ці гнучкі ніжки були першими у своєму роді, випробуваними на нерівних поверхнях. 

Дослідники встановили ноги на шестиногого робота, а також розробили та побудували бортову систему. Бортова система здатна генерувати негативний тиск і позитивний тиск, щоб розблокувати та затиснути ноги між кожним кроком. Щоб застрягти ніжки, вакуумний насос видаляє повітря між кавовою гущею. Їх також можна пасивно затиснути, якщо вага робота витісняє повітря з-поміж кавової гущі. 

Нерівні поверхні

Робота випробували на різних поверхнях, включаючи рівну землю, дерев’яні тріски та гальку, з гнучкими ногами та без них. Висновки полягали в тому, що пасивне глушіння є найефективнішим на рівній землі, а активне глушіння найкраще – на пухких скелях. 

Завдяки гнучким стопам ноги робота могли краще зчепити землю, що, у свою чергу, збільшило його швидкість. Це особливо вірно, коли робот йшов по схилій і нерівній місцевості.

Нік Гревіш — професор кафедри машинобудування та аерокосмічної інженерії Каліфорнійського університету в Сан-Дієго та співавтор дослідження. 

«Світ природи наповнений складними територіями для ходіння роботів — слизька, кам’яниста та м’яка поверхня ускладнює ходьбу», — сказав Ґрейвіш. «Ноги, які можуть адаптуватися до цих різних типів землі, можуть допомогти роботам покращити мобільність».

Тепер дослідники спробують встановити м’які датчики на нижній частині стоп, що дозволить використовувати електронну плату керування. Електронна панель керування визначала б тип ґрунту, по якому робот збирається йти, і чи потрібно активно чи пасивно затискати ноги. Дослідники також продовжуватимуть удосконалювати дизайн і алгоритми керування для підвищення ефективності.