Robot co chodzi po ścianach

Robot co chodzi po ścianach

Dysponujący dwoma pazurami, silnikiem i ogonem przypominającym wahadło, mały robot ROCR wspina się po dwuipółmetrowym murze w zaledwie 15 sekund. Jest to pierwszy taki robot zaprojektowany, by sprawnie wspinał się i poruszał jak małpa huśtająca się na drzewie, czy wspinający się człowiek.

„Choć robot ten może posłużyć do badania czy szpiegowania, prawdopodobnie w pierwszej kolejności wykorzystywany będzie do nauki, albo jako naprawdę fajna zabawka.” – stwierdził William Provancher z University of Utah, twórca robota.

Provancher wraz z kolegami zauważyli, że większość wspinających się robotów „tworzona jest z myślą o utrzymaniu i badaniu elewacji budynków, mostów, tam, zbiorników albo do prowadzenia rozpoznania wewnątrz budynku.”

Jednakże jak dotąd, większość ze wspinających się robotów projektowana była bez troski o ich sprawność. Jedyny cel, jaki przyświecał ich twórcom, to by nie spadły z muru po którym się wspinają.

„Podczas gdy pierwsze roboty wspinające się skupiały się na takich kwestiach, jak prędkość, utrzymanie się na murze czy wybór sposobu i ścieżki wspinania się, ROCR jest pierwszym, którego priorytetem jest sprawność.” – dodał Provancher.

Niektóre z robotów wspinających się są nawet cztery razy szybsze niż ROCR, który osiąga prędkość niecałych 16 centymetrów na sekundę, jednakże ROCR charakteryzuje się sprawnością na poziomie 20 procent, „co jest dość imponujące biorąc pod uwagę, że sprawność silnika samochodowego wynosi około 25 procent.” – stwierdził Provancher.

W przeszłości, naukowcy badali różne sposoby wspinania się robotów po ścianie. Czego efektem jest dziś duża różnorodność wypróbowanych i potwierdzonych w testach technik wspinania się po różnych powierzchniach. Jednakże, według Provanchera, wciąż pozostaje jeszcze wiele do zrobienia.

Niektóre z robotów wspinających się są duże i mają od dwóch do ośmiu nóg. Natomiast ROCR jest ma mały i lekki; ma 31 centymetrów szerokości, 46 centymetrów długości i waży pół kilograma.

Silnik, który napędza ogon robota i zakrzywioną belkę stabilizująca przymocowany jest do grzbietu. Górna część zaopatrzona jest również w dwa małe zakrzywione szpony, które służą do wbijania w ścianę podczas wspinania się. Bez stabilizatora, ROCR odpadałby od ściany podczas wspinania.

Silnik napędza ogon, który bujając się w przód i w tył ciągnie robota do góry. Bateria umieszczona jest na końcu ogona, zapewniając odpowiedni moment bezwładności.

„ROCR równocześnie trzyma się ściany jedną ręką, a huśtający się ogon powoduje przesuwanie się środka ciężkości i unoszenie się wolnej ręki.” – stwierdził Provancher.

ROCR jest robotem samodzielnym, wyposażonym w mikrokomputer, czujniki oraz elektronikę sterująca ruchem ogona.

Według Provanchera, sprawność ROCR wynika z naśladowania zwierząt i maszyn.

„Sprawność swoją osiąga dzięki naśladowaniu sprawnych systemów, zarówno tych występujących w naturze, jak i wytworzonych przez człowieka. Naśladuje huśtanie się gibona na drzewie oraz wahadło zegara, a oba mechanizmy charakteryzują się dużą sprawnością.” – powiedział Provancher.

„Zasadniczą innowacją ROCR jest sprawna strategia wspinania się i prosta konstrukcja mechanizmu, inspirowana ruchem wspinających się ludzi i huśtających się na drzewach zwierząt.” – powiedział Provancher.

Robot porusza się najszybciej i najsprawniej, gdy ogon porusza się z częstotliwością bliską rezonansowej. Gdy ruch ogona spowalnia się, wspinanie staje się wolniejsze i mniej sprawne.

Naukowcy odkryli, że największą sprawność robot osiąga, gdy ogon wychyla się o 60 stopni w przód i w tył, waha się 1,125 razu na sekundę i gdy szpony oddalone są od siebie o 15,5 centymetra.

(lk)