Ruchoma głowa pozwoli pływać robotom w piasku [video]

Ruchoma głowa pozwoli pływać robotom w piasku [video]

Naukowcy Georgia Institute of Technology skonstruowali robota, który potrafi penetrować oraz ‘pływać’ w ziarnistym materiale. Pokazali oni, że zmiana kształtu albo nachylenia głowy robota wpływa na jego ruchy w złożonych środowiskach.

„Odkryliśmy, że zmieniając kształt głowy pływającego w piasku robota, albo delikatnie potrząsając jego głową w górę i w dół, moglibyśmy sterować jego ruchem w pionie gdy pływa w ziarnistym ośrodku.” – stwierdził Daniel Goldman z Georgia Tech.

„Biologiczną inspiracją naszego pływającego w piasku robota jest jaszczurka nazywana piaskową rybę, która zamieszkuje Saharę i potrafi szybko zakopywać się w piasku.” – stwierdził Goldman. „Zaintrygował nas klinowy kształt głowy tej jaszczurki, który z poziomą płaszczyzną tworzy kąt 140 stopni. Podejrzewaliśmy, że to właśnie jej głowa może być odpowiedzialna na zdolność do poruszania się w złożonych środowiskach.” – dodał.

W ramach eksperymentu, naukowcy przyczepili drewniany blok o kształcie klina do głowy robota, który składał się z siedmiu połączonych ze sobą segmentów, zasilanych serwomotorami, owiniętych w strój do pływania. Stożkowa głowa przypominająca głowę piaskowej ryby, ma długość około 10 centymetrów i wysokość około 5 centymetrów.

Naukowcy zanurzali robota w komorze testowej wypełnionej małymi plastikowymi kulkami, a następnie śledzili jego pozycję podczas wypływania na powierzchnię.



Naukowcy przebadali ruch robota w pionie, gdy jego głowa ułożona była pod pięcioma różnymi kątami nachylenia. Odkryli, że gdy wzorowana na piaskowej rybie głowa tworzy z poziomą powierzchnią kąt 155 stopni, wytwarzała się odwrotna siła, a robot zanurzał się w ośrodek.

„Możliwość sterowania pozycją robota w pionie przez modulowanie nachylenia jego głowy otwiera zupełnie nowy rozdział badań nad manewrowaniem w złożonych środowiskach, jak choćby obszarach zasypanych w wyniku trzęsienia ziemi czy osuwisk.” – stwierdził Goldman.

Naukowcy odkryli w ramach eksperymentu, że bloki, których przednia krawędź tworzyła z poziomą płaszczyzną kąt mniejszy niż 80 stopni, generowały pozytywną siłę nośną. Natomiast, bloki o kącie większym niż 120 stopni, generowały ujemna siłę nośną. Bloki, których krawędzie tworzyły z poziomą płaszczyzną kąty pomiędzy 80 stopniami a 120 stopniami, nie wytwarzały w pionie żadnej siły.

„Gdy przednia krawędź głowy robota miała mniej niż 90 stopni, wytwarzała siłę skierowaną ku górze, co sprawiało, że robot wynurzał się.” – stwierdził Goldman.

Naukowcy zainstalowali robotom głowy w kształcie klina, którego kąt nachylenia może być dynamicznie modyfikowany w określonym zakresie kątów. Dzięki temu udoskonaleniu, naukowcy odkryli, że kierunek ruchu robota jest wrażliwy na subtelne zmiany nachylenia głowy.

Mogąc precyzyjnie sterować pochyleniem głowy, naukowcy będą mogli sterować zanurzaniem i wynurzaniem się robota z piasku. Naukowcy planują również przetestować zdolność robota do manewrowania w materiałach podobnych do rumowiska powstałego w wyniku naturalnych katastrof.

(lk)