Люди и животные являются ключевым источником вдохновения для многих роботизированных систем, разработанных на сегодняшний день, поскольку они обладают структурами тела, которые изначально поддерживают эффективное передвижение. В то время как многие двуногие (т. е. двуногие) роботы являются гуманоидами, что означает, что их тело напоминает человеческое, другие черпают вдохновение у других животных, которые ходят на двух ногах, таких как страусы и некоторые другие птицы.
Исследователи из Университета Шаньдуна недавно разработали KOU-III — нового двуногого робота, который может более эффективно передвигаться в своём окружении. Этот робот, представленный в статье, размещённой на сервере препринтов SSRN , может прочно стоять на своих двух ногах, а также эффективно выполнять как ходьбу, так и прыжки.
«Название KOU происходит от персонажа древнекитайской мифологии по имени Ли Юйкоу, который, как говорят, был способен управлять ветром», — рассказал изданию Tech Xplore соавтор статьи Сяньу Цзэн.
«При разработке нашего робота мы также вдохновлялись видео, загруженным 10 лет назад MSC Lab. KAIST на YouTube. В видео был показан двуногий робот, ограниченный движением в плоскости, достигающий скорости 46 км/ч. Семь лет назад Insider Tech загрузил похожее видео , в котором демонстрировался робот, вдохновленный страусом, достигающий максимальной скорости 12 миль в час».
Вдохновленные видеороликами о страусоподобных роботах, Цзэн и его коллеги решили изучить возможность изменения ограничений этих роботов с целью улучшения их маневренности и движений во время передвижения. Это привело к разработке их робота, который черпает вдохновение у животных с ногами, которые двигаются с помощью вспомогательных механизмов.
«Например, люди размахивают руками, чтобы противодействовать угловому моменту, создаваемому их ногами во время высокоскоростных движений, таких как спринт», — сказал Цзэн. «Аналогично, страусы и дорожные бегуны редко используют крылья для полёта, но машут ими во время быстрого бега, прыжков или резких поворотов, где крылья служат вспомогательными механизмами».
KOU-III, двуногий робот, разработанный Цзэном и его коллегами, также перемещается в своём окружении, используя вспомогательный механизм. В частности, он использует роторы, вращающиеся механические системы, которые стабилизируют робота во время его движения, а также генерируют подъёмную силу, чтобы частично поддерживать вес робота во время его движения.
«Это особенно полезно во время прыжков, поскольку роторы позволяют роботу прыгать выше», — пояснил Цзэн. «Эта концепция была вдохновлена прыжковым поведением красношапочного манакина, который использует свои крылья для выполнения брачных прыжков».
Было обнаружено, что механизм с квадрокоптером, лежащий в основе движений KOU-III, улучшает как движения, так и устойчивость робота, снижая механическое напряжение во время передвижения. В целом, результаты, собранные исследователями, подчеркивают перспективность вспомогательных механизмов на основе роботов для улучшения передвижения двуногих роботов.
«Роторы активно обеспечивают крутящие моменты для стабилизации тангажа и крена, а также вертикальный подъём, позволяя регулировать угловой момент, создаваемый высокопроизводительным движением ног, компенсируя при этом часть веса робота», — сказал Цзэн. «Что особенно важно, во время прыжков в воздухе поза робота может быть быстро скорректирована с помощью роторов».
В рамках своего исследования Цзэн и его коллеги также разработали стратегию управления, которая планирует и выполняет движения их робота. Этот алгоритм управления использовался для надёжного выполнения действий стояния, ходьбы и прыжков с роботом KOU-III.
«В отличие от прямого полёта, мы можем регулировать выходную мощность ротора — уменьшая или отключая её, когда высокая мобильность не нужна, и увеличивая мощность только при необходимости», — сказал Цзэн. «Этот подход снижает потребление энергии, минимизирует шум ротора и использует высокие грузоподъемные возможности шагающих роботов».
Новый робот, разработанный этой группой исследователей, вскоре может быть улучшен и протестирован в более широком диапазоне сценариев. В будущем он может вдохновить на разработку других двуногих роботов и в конечном итоге может быть развернут в реальных условиях, где он может помогать людям при выполнении различных задач.
«Основываясь на успешном использовании роторов в качестве вспомогательных механизмов на ногах, мы стремимся исследовать другие более эффективные и безопасные вспомогательные системы и разрабатывать соответствующие стратегии управления движением», — добавил Цзэн. «Кроме того, мы планируем исследовать потенциальные приложения для KOU-III, такие как исследование узких, труднопроходимых подземных пещер, непригодных для полетов, или разминирование на заброшенных полях сражений для обеспечения безопасности персонала и облегчения обработки земли».
Мастер пера, обрабатывает новостную ленту.
