Ученые розробили нову формулу для енергоефективних роботів

Вчені армії США розробили нову формулу, яка дає новий погляд на те, як можна побудувати енергоефективного роботизованого легкого робота.

Стаття була опублікована в PLOS One. 

Зміна розвитку армійських транспортних засобів

Командування армії США з розвитку бойових можливостей, або DEVCOM, разом з докторами Александером Коттом, Шоном Гартом і Джейсоном П’юсі з Армії дослідницької лабораторії розробляють нові ідеї для будівництва автономних військових роботизованих легких платформ. Команда зосереджена на тому, щоб зробити їх працювати так же ефективно, як і інші наземні мобільні системи. 

Використання таких систем може змінити розвиток армійських транспортних засобів, і згідно з вченими, вони ще не знають, чому легкі, колісні та гусеничні системи підходять до однієї кривої, але нові відкриття є кроком вперед.

“Якщо розробники транспортних засобів виявлять, що певний дизайн вимагатиме більше потужності, ніж це можливо з урахуванням різноманітних реальних обмежень, нова формула може вказати на конкретні потреби для покращення передачі та генерації потужності, або для переосмислення маси та швидкості транспортного засобу”, – сказав Гарт.

Розробка нової формули

Вчені були надихнуті формулою 1980-х років, яка показує зв’язки між масою, швидкістю та витратами потужності тварин, і вони розробили нову формулу, яку можна застосувати до широкого спектра легких, колісних та гусеничних систем, таких як наземні роботи.

Команда вважає, що вони перші, хто зібрав і вивчив зв’язки, які виникають з цих даних, незважаючи на те, що вони існують уже 30 років. Відкриття демонструють, що легкі системи так же ефективні, як і колісні та гусеничні платформи.

Котт служить головним вченим лабораторії. 

“У світі безпілотних бойових повітряних засобів і розумних боєприпасів зростає роль піхоти, яка може просуватися, часто протягом декількох днів, і атакувати в найбільш зруйнованій місцевості, такій як гори, густі ліси та міські середовища”, – сказав Котт. “Це тому, що така місцевість забезпечує найбільше прикриття та приховування проти безпілотних повітряних засобів. Це, в свою чергу, вимагає, щоб піхота була забезпечена транспортними засобами, які можуть рухатися легко в такій місцевості. Легкі транспортні засоби – можливо, автономні – були б дуже корисними.”

Енергоефективність

Згідно з Коттом, однією з проблем легких роботів є те, що вони мають погану енергоефективність, і це може обмежити роботу з солдатами. 

“За останні 30 років військові вчені США займалися рядом проблем у розвитку автономних транспортних засобів”, – сказав Котт. “Наземні транспортні засоби, які маневрують на колесах або гусеницях, і повітряні транспортні засоби, які нагадують невеликі літаки, які ми називаємо фіксованим крилом, і невеликі гвинтоки, які є роторним крилом, тепер тихіші та легше інтегруються в формування військ. Але для легких платформ залишається багато перешкод, і одна з найбільших – зробити їх енергоефективними.”

Солдати не можуть дозволити собі носити паливо або батареї для “енергозалежних легких роботів”, – сказав він.

З новою формулою команда виявила, що створені людиною легкі платформи повинні бути так же ефективні, як і колісні та гусеничні платформи. 

Команда зібрала різноманітні дані наземних мобільних систем і вивчила об’єднані системи, такі як Ford Model T. 

Згідно з Гартом, дослідження допоможе дизайнерам визначити компроміси між потужністю, швидкістю та масою для майбутніх наземних роботів для оборонних цілей. 

Формула також може приблизно визначити кількість потужності, необхідної транспортному засобу.

“Армія повинна розробити реальні, але амбіційні цілі для компромісів між потужністю, швидкістю та масою майбутніх наземних роботів”, – сказав Котт. “Небажано базувати такі цілі на поточному досвіді, оскільки військова техніка часто розробляється та використовується протягом багатьох років та навіть десятиліть; тому розробники та дизайнери такої техніки повинні базувати свої цілі – конкурентоспроможні, але досяжні – на майбутніх технологічних можливостях, які не обов’язково повністю зрозумілі на момент розробки.”