Robot Đi Nhanh Hơn Với Chân Dẻo Được Phát Triển Mới

Các nhà robot học tại Đại học California San Diego đã phát triển chân dẻo cho robot. Công nghệ mới này có thể giúp robot đi nhanh hơn 40 phần trăm trên các bề mặt không đều như sỏi và gỗ.

Phát triển mới này rất quan trọng cho 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 được tổ chức trực tuyến từ ngày 15 tháng 5 đến ngày 15 tháng 7 năm 2020.

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

“Robot cần phải đi nhanh và hiệu quả trên địa hình tự nhiên, không đều để chúng có thể đi đến mọi nơi con người có thể đi, nhưng có thể không nên,” Lathrop nói.

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

“Thông thường, robot chỉ có thể kiểm soát chuyển động tại các khớp cụ thể,” Tolley nói. “Trong công việc này, chúng tôi đã chỉ ra rằng một robot có thể kiểm soát độ cứng và hình dạng của chân có thể vượt trội so với các thiết kế truyền thống và có thể thích nghi với nhiều loại địa hình khác nhau.”

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

Chân Robot Dẻo

Chân robot dẻo bao gồm một màng latex được填 bằng bột cà phê. Bột cà phê có thể chuyển đổi giữa trạng thái rắn và lỏng. Cơ chế cho phép các vật liệu hạt, như bột cà phê, hoạt động như vậy được gọi là tắc nghẽn hạt. Kết quả là, robot có thể đi nhanh hơn và có độ bám tốt hơn.

Khi chân robot chạm đất, chúng trở nên cứng và phù hợp với bề mặt để tạo thành nền tảng vững chắc. Khi chúng di chuyển, chân trở nên lỏng lẻo và nới lỏng giữa các bước, và các cấu trúc hỗ trợ được sử dụng để giúp chúng giữ được độ dẻo khi bị tắc nghẽn.

Những chân dẻo này là loại đầu tiên được thử nghiệm trên các bề mặt không đều.

Các nhà nghiên cứu đã lắp đặt chân trên một robot hexapod và thiết kế và xây dựng một hệ thống trên tàu. Hệ thống trên tàu có thể tạo ra áp suất âm và áp suất dương để nới lỏng và tắc nghẽn chân giữa mỗi bước. Để tắc nghẽn chân, một máy bơm chân không loại bỏ không khí giữa bột cà phê. Chúng cũng có thể bị tắc nghẽn một cách thụ động nếu trọng lượng của robot đẩy không khí ra khỏi giữa bột cà phê.

Bề Mặt Không Đều

Robot đã được thử nghiệm đi trên nhiều bề mặt khác nhau, bao gồm mặt đất phẳng, gỗ và sỏi, với và không có chân dẻo. Kết quả cho thấy tắc nghẽn thụ động là hiệu quả nhất trên mặt đất phẳng và tắc nghẽn chủ động là tốt nhất trên đá lỏng lẻo.

Với chân dẻo, chân của robot có thể bám vào đất tốt hơn, điều này làm tăng tốc độ của nó. Điều này đặc biệt đúng khi robot đi lên dốc và địa hình không đều.

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

“Thế giới tự nhiên đầy rẫy những bề mặt khó khăn cho robot đi – bề mặt trơn trượt, đá và mềm đều làm cho việc đi bộ trở nên phức tạp,” Gravish nói. “Chân có thể thích nghi với các loại bề mặt khác nhau có thể giúp robot cải thiện khả năng di chuyển.”

Các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục cố gắng tích hợp các cảm biến mềm vào đáy chân, điều này sẽ cho phép sử dụng một bảng điều khiển điện tử. Bảng điều khiển điện tử sẽ xác định loại bề mặt mà robot sẽ đi qua và liệu chân cần phải bị tắc nghẽn một cách chủ động hay thụ động. Các nhà nghiên cứu cũng sẽ tiếp tục cải thiện thiết kế và thuật toán điều khiển để đạt được hiệu quả tốt hơn.