Лаборатория Biomimetic Millisystems Lab в университете Беркли известна своими биовдохновленными роботами, разработанными командой во главе с профессором Дунканом Холдейном. Он работал над самыми различными роботами с крыльями, хвостами и другими невероятными конструкциями. В этот раз команда удивила своим новым прыгающим роботом, - сообщает Robotics.ua.

Одним из наиболее ярких прыгающих животных является пушистый зверек галаго. Они живут в Африке, весят всего несколько килограммов и могут прыгать в высоту около двух метров. Секрет такой производительности в том, что галаго используют структуру своих ног, чтобы усилить мощь мышц и сухожилий. На основе данного животного Холдейн продемонстрировал способность прыжков маленького 100-граммового робота под названием Salto.

(Концепты и прототипы роботов) Новый прыгающий робот Salto из UC Berkeley (+видео)

Высота, скорость и гибкость

Чтобы быть очень гибким, не достаточно просто иметь возможность прыгать высоко: нужно прыгать часто. Такие роботы, как Jumper из EPFL, могут выполнять впечатляющие вертикальные прыжки до 1,3 метров, но время между каждым прыжком составляет четыре секунды. Другой робот Minitaur, с другой стороны, прыгает в высоту только на 48 см, но может делать это каждые 0,43 секунды, будучи гораздо более маневренным, несмотря на низкую высоту прыжков.

Исследователи из Беркли хотели создать робота, который мог бы соответствовать высоте и частоте прыжков галаго для достижения сравнимой ловкости, и им удалось получить довольно близкое сходство. Salto способен прыгать на высоту на 1м каждые 0,58 секунды. Отправной точкой для прыжков Salto является пружина. Этот механизм содержит немного резины, которая может быть скручена и установлена последовательно между двигателем и эластичным приводом. Эти приводы достаточно хороши, потому что они помогают защитить двигатель, позволяют управлять силой, восстановить некоторую энергию пассивно, а также включить модуляцию мощности.

Модуляция мощности является контролируемой для хранения и высвобождения энергии, а также в случае прыгающего робота, как Salto, это означает, что вы можете получать кучу энергии долгое количество времени, а затем выпустить эту энергию в течение короткого промежутка. Многие из самых успешных прыгающих роботов используют эластичные приводы для модуляции, поскольку они обеспечивают требуемую мощность.

Механическое преимущество заключается в том, что здесь используется рычаг, с помощью которого преобразуется небольшое количество силы и большое количество движения в большое количество силы и небольшое количество движений. Что уникально в ногах Salto, его механическое преимущество является переменным: когда нога отводится назад, она имеет очень низкое механическое преимущество. Когда начинается движение прыжка, механическое преимущество остается низким как можно дольше, а затем быстро возрастает. По сути, это замедляет взлетную часть прыжка, давая ноге больше времени (60 миллисекунд) на контакт с поверхностью.

Наблюдая за роботом в действии, Salto демонстрирует увеличенную мощность прыжка почти в 3 раза. Любой подобный робот, используя только пружинный привод, будет прыгать до 0,75 м с переменным механическим преимуществом ног. Salto же может прыгать на целый метр в высоту. Эта производительность получается благодаря очень продуманному дизайну ноги.

По данным Robolovers, следующими шагами, над которыми будут работать исследователи, будут изучение новых режимов передвижения и, конечно, формирование цепочки нескольких прыжков, возможно, со встроенным зондированием. Есть также вариант добавления второй ноги. Холдейн говорит, что в будущем он видит также мультиногую версию Salto.

Стоит также отметить, что механическое преимущество ног робота может быть адаптировано к другим шагающим роботам, как StarlETH, ANYmal или ATRIAS. Поэтому это очень интересно посмотреть, как эта идея может повысить производительность и эффективность других платформ.

Видео



(Концепты и прототипы роботов) Новый прыгающий робот Salto из UC Berkeley (+видео)

(Концепты и прототипы роботов) Новый прыгающий робот Salto из UC Berkeley (+видео)

(Концепты и прототипы роботов) Новый прыгающий робот Salto из UC Berkeley (+видео)

(Концепты и прототипы роботов) Новый прыгающий робот Salto из UC Berkeley (+видео)

Фотографии в статье:

(Концепты и прототипы роботов) Новый прыгающий робот Salto из UC Berkeley (+видео) (Концепты и прототипы роботов) Новый прыгающий робот Salto из UC Berkeley (+видео) (Концепты и прототипы роботов) Новый прыгающий робот Salto из UC Berkeley (+видео) (Концепты и прототипы роботов) Новый прыгающий робот Salto из UC Berkeley (+видео) (Концепты и прототипы роботов) Новый прыгающий робот Salto из UC Berkeley (+видео)