Робота научили прыгать, как галаго

Робот SALTO. Фото: Stephen McNally / news.berkeley.edu
Робот SALTO. Фото: Stephen McNally / news.berkeley.edu

Группа ученых из США создала робота, умеющего прыгать с ловкостью галаго благодаря эластичному приводу в «ноге» механизма.

Механизмы передвижения роботов инженеры часто копируют у природы. Роботов уже научили ходить, как человек, ползать, как паук, и прыгать, как лошадь, но они до сих пор не умеют передвигаться так же проворно, как это делают, например, древесные животные или трейсеры, отталкиваясь от вертикальных и горизонтальных поверхностей. Коллектив инженеров из Беркли задался целью сконструировать такой механизм.

При этом ученые вдохновлялись мышечным механизмом зверька галаго, который почти всю жизнь проводит на деревьях. Он обладает наибольшей среди животных мощностью прыжка (частное высоты прыжка и суммы времени подготовки к прыжку и времени достижения пика прыжка). То есть если галаго прыгает на 1,7 метра каждые 0,78 секунд, то мощность его прыжка составляет 2,2 м/с, а у робота EPFL Jumper она составляет лишь 1,1 м/с.

Робот, созданный в Беркли, состоит из мотора, последовательно соединенного с ним привода, прыгающей «ноги» и «хвоста» для балансировки. Привод — это кусочек резины, которую можно скручивать, он действует как пружина или рессора. Привод позволяет регулировать силу прыжка, а главное — модулировать мощность.

Модуляция мощности — это контролируемое накопление и высвобождение энергии. В данном случае мотор закручивает пружину (эластичный привод), в течение некоторого времени она накапливает энергию, а затем энергия быстро высвобождается. Это делает робота намного мощнее, чем если бы он прыгал просто с помощью мотора.

Конструкция робота повторяет «прыжковый» механизм галаго, только роль пружин у животного играют мышцы и сухожилия. К тому же конструкция «ноги» робота напоминает устройство ноги галаго, которое позволяет ему высвобождать в 15 раз больше энергии, чем могут произвести его мышцы. В свою очередь ноги галаго работают по принципу рычага — преобразуют небольшое усилие на длинном плече в большее усилие на коротком плече. Робота назвали Salto — от английского Saltorial Locomotion on Terrain Obstacles — «преодоление наземных препятствий с помощью прыжков».

В эксперименте роботизированная нога смогла набрать большую, чем во время обычного вертикального прыжка, высоту, оттолкнувшись от стены, — так же, как это делает галаго.

Ранее мощность прыжка роботов достигала 55% от мощности галаго, а теперь этот показатель составляет 75%.

Исследование опубликовано в новом журнале Science Robotics, посвященном новым исследованиям и открытиям в области робототехники и искусственного интеллекта.

Ранее исследователи из Массачусетского университета научили роботов строем огибать движущиеся препятствия.

Теги:

Читать еще на Чердаке: