Sztuczny kręgosłup pomoże robotom

fot. pixabay

Zespół robotyków z Uniwersytetu Technicznego w Monachium we współpracy z kolegami z Uniwersytetu Sun Yat-sen w Chinach poprawił zwinność czworonożnego robota, dodając elastyczny kręgosłup i ogon. Grupa opisała swój projekt w czasopiśmie Science Robotics.

Większość czworonożnych robotów, które są obecnie używane w zastosowaniach komercyjnych lub wojskowych ma nogi przymocowane do mocnego, sztywnego grzbietu. Aby utrzymać pozycję wyprostowaną, chodzić oraz biegać muszą polegać na przetwarzaniu danych i komunikacji między kończynami. Jednak, jak zauważa zespół badawczy, praktycznie każde czworonożne zwierzę ma elastyczny kręgosłup, a większość posiada ogon.

Kręgosłupy, mimo że są wykonane głównie z kości, są zazwyczaj elastyczne ze względu na swoją segmentową konstrukcję. Robotycy wiedzą od lat, że budowanie wyposażonych w nie czworonogów poprawi ich zwinność, ale dodatkowa złożoność nie wydawała się dotychczas warta wysiłku. Na potrzeby nowego badania naukowcy odkryli, że elastyczny kręgosłup pozwolił im zmniejszyć złożoność konstrukcji nóg, tworząc bardziej wyrafinowanego robota, który podczas chodzenia wygina się lekko w przód i w tył.

Miniaturowa maszyna zbudowana przez badaczy przypomina mysz. Wyróżniają ją segmentowane plastikowe elementy, które wyglądają podobnie do prawdziwego kręgosłupa myszy oraz żebra i ogon. Jednak odnóża robota zupełnie różnią się od rzeczywistych, bardziej przypominając sprężyste protezy nóg i stóp.

Po zbudowaniu robota zespół przetestował go, wykonując cztery ćwiczenia: chodzenie, utrzymywanie równowagi, skręcanie i nawigowanie w labiryncie. Każde z nich wykonał dwukrotnie - jedno z ruchomym kręgosłupem, a drugie z wyizolowanym. We wszystkich ćwiczeniach urządzenie radziło sobie znacznie lepiej przy wykorzystaniu elastycznej konstrukcji. Jednak to podczas poruszania się po labiryncie system naprawdę pokazał swoją wyższość. Robot był w stanie ukończyć w ten sposób trasę średnio o 30% szybciej.

Z efektami prac naukowców można zapoznać się na poniższym wideo.

(rr)