Инженеры Манчестерского университета раскрыли секреты создания робота, способного прыгать на 120 метров — выше, чем любой другой прыгающий робот, созданный на сегодняшний день.
Используя сочетание математики, компьютерного моделирования и лабораторных экспериментов, исследователи обнаружили, как создать робота с оптимальным размером, формой и расположением его частей, позволяющим ему прыгать достаточно высоко, чтобы преодолевать препятствия, во много раз превышающие его собственный размер.
Нынешний робот с самым высоким прыжком может достигать 33 метров, что в 110 раз превышает его собственный размер. Теперь исследователи разработали робота, который может прыгать более чем на 120 метров в воздухе или на 200 метров на Луне, что более чем в два раза превышает высоту башни Биг-Бена.
Достижение, опубликованное в журнале « Механизм и теория машин» , произведет революцию в приложениях, начиная от исследования планет и заканчивая спасением при стихийных бедствиях и наблюдением за опасными или недоступными пространствами.
Соавтор доктор Джон Ло, научный сотрудник в области космической робототехники в Манчестерском университете, сказал: «Роботы традиционно проектируются так, чтобы передвигаться, перекатываясь на колесах или используя ноги для ходьбы, но прыжки обеспечивают эффективный способ передвижения по местам, где местность очень неровная или там много препятствий, например, внутри пещер, в лесу, над валунами или даже на поверхности других планет в космосе.
«Хотя прыгающие роботы уже существуют, существует несколько серьезных проблем при разработке этих прыжковых машин, главная из которых — прыгать достаточно высоко, чтобы преодолевать большие и сложные препятствия. Наша конструкция значительно повысит энергоэффективность и производительность прыжков с пружинным приводом».
Исследователи обнаружили, что традиционные прыгающие роботы часто взлетают, не успев полностью высвободить накопленную энергию пружины, что приводит к неэффективным прыжкам и ограничению их максимальной высоты. Они также обнаружили, что тратят энергию, двигаясь из стороны в сторону или вращаясь вместо того, чтобы двигаться прямо вверх.
Новые конструкции должны быть направлены на устранение этих нежелательных движений при сохранении необходимой прочности и жесткости конструкции.
Соавтор доктор Бен Парслью, старший преподаватель аэрокосмической техники, сказал: «Надо было ответить на очень много вопросов и принять решение относительно формы робота, например, должны ли у него быть ноги, чтобы отталкиваться от земли, как кенгуру, или он должен быть больше похож на спроектированный поршень с гигантской пружиной? Должен ли он иметь простую симметричную форму, похожую на алмаз, или это должно быть что-то более изогнутое и органичное?
«Затем, приняв это решение, нам нужно подумать о размере робота — маленькие роботы легкие и маневренные, но большие роботы могут иметь двигатели большего размера для более мощных прыжков, так что лучший вариант — где-то посередине?
«Наши структурные изменения перераспределяют массу компонентов робота вверх и сужают конструкцию к низу. Более легкие ножки в форме призмы и использование пружин, которые только растягиваются, — все это свойства, которые мы продемонстрировали для улучшения производительности и, что наиболее важно, энергоэффективность прыгающего робота» .
Хотя исследователи нашли практический вариант конструкции, позволяющий значительно улучшить производительность, их следующая цель — контролировать направление прыжков и выяснить, как использовать кинетическую энергию от приземления, чтобы увеличить количество прыжков, которые робот может совершить за один раз. заряжать. Они также будут изучать более компактные конструкции для космических миссий, упрощающие транспортировку и развертывание робота на Луне.
