Robot đi bộ nhanh hơn với đôi chân linh hoạt mới được phát triển

Các nhà chế tạo rô bốt tại Đại học California San Diego đã phát triển các bàn chân linh hoạt cho rô bốt. Công nghệ mới có thể giúp robot đi nhanh hơn 40% trên các địa hình không bằng phẳng như đá cuội và dăm gỗ. 

Sự phát triển mới rất quan trọng đối với nhiều ứng dụng khác nhau, đặc biệt là các nhiệm vụ tìm kiếm và cứu hộ. 

Nghiên cứu sẽ được trình bày tại Hội nghị RoboSoft, sẽ là ảo và diễn ra từ ngày 15 tháng 15 đến ngày 2020 tháng XNUMX năm XNUMX. 

Emily Lathrop là tiến sĩ. sinh viên tại Trường Kỹ thuật Jacobs tại UC San Diego và là tác giả đầu tiên của bài báo.

"Rô-bốt cần có khả năng đi nhanh và hiệu quả trên địa hình tự nhiên, không bằng phẳng để chúng có thể đi đến mọi nơi mà con người có thể đi, nhưng có lẽ không nên,” Lathrop nói. 

Michael T. Tolley là giáo sư tại Khoa Cơ khí và Kỹ thuật Hàng không vũ trụ tại UC San Diego. Ông là tác giả cao cấp của bài báo. 

Tolley cho biết: “Thông thường, robot chỉ có thể điều khiển chuyển động ở các khớp cụ thể. “Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã chỉ ra rằng một robot có thể kiểm soát độ cứng và do đó là hình dạng của bàn chân vượt trội so với các thiết kế truyền thống và có thể thích ứng với nhiều loại địa hình.”

Bàn chân robot linh hoạt

Bàn chân robot linh hoạt bao gồm một màng cao su chứa đầy bã cà phê. Bã cà phê có thể chuyển động qua lại giữa hoạt động như chất rắn và chất lỏng. Cơ chế cho phép phương tiện dạng hạt, chẳng hạn như bã cà phê, hoạt động theo cách này được gọi là gây nhiễu dạng hạt. Kết quả là, robot có thể đi nhanh hơn và có độ bám tốt hơn.

Khi chân rô-bốt chạm đất, chúng cứng lại và phù hợp với bề mặt để thiết lập chỗ đứng vững chắc. Khi chúng di chuyển, bàn chân không bị kẹt và nới lỏng giữa các bước, đồng thời dựa vào các cấu trúc hỗ trợ để giúp chúng linh hoạt khi bị kẹt. 

Những bàn chân linh hoạt này là loại bàn chân đầu tiên được thử nghiệm trên các bề mặt không bằng phẳng. 

Các nhà nghiên cứu đã lắp đặt các chân trên rô-bốt sáu chân, đồng thời họ thiết kế và chế tạo một hệ thống trên tàu. Hệ thống trên tàu có khả năng tạo ra áp suất âm và áp suất dương để giải phóng và kẹt chân giữa mỗi bước. Để làm kẹt chân, một máy bơm chân không sẽ loại bỏ không khí giữa các bã cà phê. Chúng cũng có thể bị kẹt một cách thụ động nếu trọng lượng của rô-bốt đẩy không khí ra khỏi giữa các bã cà phê. 

Bề mặt không bằng phẳng

Robot đã được thử nghiệm đi trên nhiều bề mặt khác nhau, bao gồm mặt đất bằng phẳng, dăm gỗ và đá cuội, có và không có bàn chân linh hoạt. Kết quả là gây nhiễu thụ động hiệu quả nhất trên mặt đất bằng phẳng và gây nhiễu chủ động tốt nhất trên đá rời. 

Với bàn chân linh hoạt, chân của robot có thể bám đất tốt hơn, từ đó tăng tốc độ của nó. Điều này đặc biệt đúng khi robot đi lên địa hình dốc và không bằng phẳng.

Nick Gravish là giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí và Hàng không vũ trụ của UC San Diego và là đồng tác giả nghiên cứu. 

Gravish cho biết: “Thế giới tự nhiên chứa đầy những nền tảng đầy thách thức đối với rô-bốt biết đi - những chất nền trơn trượt, nhiều đá và ẩm ướt đều khiến việc đi lại trở nên phức tạp. “Bàn chân có thể thích ứng với các loại mặt đất khác nhau này có thể giúp robot cải thiện khả năng di chuyển.”

Giờ đây, các nhà nghiên cứu sẽ cố gắng kết hợp các cảm biến mềm ở dưới chân, điều này sẽ cho phép sử dụng bảng điều khiển điện tử. Bảng điều khiển điện tử sẽ xác định loại mặt đất mà rô-bốt sẽ đi qua và liệu chân có cần bị kẹt chủ động hay bị động hay không. Các nhà nghiên cứu cũng sẽ tiếp tục cải thiện các thuật toán thiết kế và điều khiển để đạt hiệu quả tốt hơn.