Роботи ходять швидше з новоствореними гнучкими ногами

Робототехніки з Університету Каліфорнії в Сан-Дієго створили гнучкі ноги для роботів. Ця нова технологія може призвести до того, що роботи будуть ходити на 40 відсотків швидше по нерівній місцевості, наприклад, по гальці та деревному пилу.

Ця нова розробка важлива для різних застосувань, особливо для пошуково-рятувальних місій.

Дослідження буде представлено на конференції RoboSoft, яка буде проводитися онлайн з 15 травня по 15 липня 2020 року.

Емілі Латроп – аспірантка школи інженерії Джейкобса в Університеті Каліфорнії в Сан-Дієго та перший автор статті.

«Роботи повинні бути здатні ходити швидко та ефективно по природній, нерівній місцевості, щоб вони могли бути всюди, куди можуть ходити люди, але, можливо, не повинні», – сказала Латроп.

Майкл Т. Толлі – професор кафедри механічної та аерокосмічної інженерії в Університеті Каліфорнії в Сан-Дієго. Він є старшим автором статті.

«Зазвичай, роботи можуть контролювати рух тільки в певних суглобах», – сказав Толлі. «У цій роботі ми показали, що робот, який може контролювати жорсткість та, отже, форму своїх ніг, перевершує традиційні конструкції та здатний адаптуватися до широкого різноманіття місцевостей».

https://www.youtube.com/watch?v=rVKKwbaojAo&feature=emb_logo

Гнучкі роботизовані ноги

Гнучкі роботизовані ноги складаються з латексової мембрани, яка заповнена кавовими зернами. Кавові зерна можуть переходити між твердим та рідким станом. Механізм, який дозволяє зернистим матеріалам, таким як кавові зерна, поводитися таким чином, називається зернистим блокуванням. В результаті роботи можуть ходити швидше та мати кращу зчеплення.

Коли роботизовані ноги торкаються землі, вони ставлять тверді та набувають форми поверхні, щоб забезпечити твердий фундамент. Коли вони рухаються, ноги розблоковуються та розслабляються між кроками, а опорні конструкції сприяють їхній гнучкості під час блокування.

Ці гнучкі ноги були першими, які були протестовані на нерівній поверхні.

Дослідники встановили ноги на гексаподному роботі та створили бортову систему. Бортова система здатна генерувати негативний тиск та позитивний тиск для розблокування та блокування ніг між кроками. Для блокування ніг вакуумний насос видаляє повітря між кавовими зернами. Їх також можна пасивно блокувати, якщо вага робота витісняє повітря з-поміж кавових зерен.

Нерівна поверхня

Робот був протестований на різних поверхнях, включаючи рівну землю, деревний пил та гальку, з гнучкими ногами та без них. Результати показали, що пасивне блокування найефективніше на рівній поверхні, а активне блокування – на вільних каменях.

З гнучкими ногами ноги робота краще зчеплювалися з землею, що підвищувало його швидкість. Це було особливо вірно, коли робот ходив вгору по схилу та нерівній місцевості.

Нік Грейвіш – професор кафедри механічної та аерокосмічної інженерії в Університеті Каліфорнії в Сан-Дієго та співавтор статті.

«Природний світ наповнений складними поверхнями для ходіння роботів – слизькими, кам’янистими та м’якими субстратами, які ускладнюють ходіння», – сказав Грейвіш. «Ноги, які можуть адаптуватися до цих різних типів поверхні, можуть допомогти роботам покращити рухливість».

Дослідники тепер спробують встановити м’які датчики на дні ніг, які дозволять використовувати електронну систему контролю. Електронна система контролю буде визначати тип поверхні, по якій робот буде ходити, та визначати, чи потрібно активне чи пасивне блокування ніг. Дослідники також продовжать покращувати конструкцію та алгоритми контролю для кращої ефективності.