Robot inšpirovaný prírodou dokáže liezť po drsných stenách
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 31. 5. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedci vytvorili štvornohého bioinšpirovaného robota, ktorý šplhá ako žiadny iný. Prichytáva sa totiž na drsné vertikálne povrchy pomocou jedinečného mechanizmu, ktorý je veľmi účinný, ale zároveň pomerne jednoduchý.
Zatiaľ čo niektoré experimentálne roboty využívajú na šplhanie po hladkých povrchoch uchopovacie systémy založené na saní, takáto technológia nefunguje na drsných povrchoch, ako je skala, kde sa nedá vytvoriť tesnenie okolo prísavky.
Jednou z alternatív je použitie takzvaných mikrošpirálových uchopovadiel. Tie obsahujú sústavu drobných ostrých háčikov, ktoré sa zachytávajú za malé zákutia a štrbiny na povrchu, po ktorom sa šplhá. Háčiky sa uvoľnia z povrchu, keď sa uchopovadlo zdvihne, aby sa urobil ďalší krok nahor.
Niektoré mikrošpirálové uchopovadlá sú pasívne a spoliehajú sa na váhu visiaceho tela robota, aby sa udržali. Tento typ funguje dobre na relatívne rovných stenách, ale má problémy s nepravidelnejšími povrchmi, ako sú napríklad skalné steny, ktoré si vyžadujú pestrejšiu stratégiu lezenia.
Aktívne mikrošpirálové uchopovadlá obchádzajú toto obmedzenie tým, že obsahujú elektrické aktuátory, ktoré cielene zapúšťajú prstenec háčikov do povrchu, čím udržiavajú motorizovaný úchop, ktorý funguje v akomkoľvek smere. Tieto systémy však bývajú objemné, energeticky náročné a mechanicky zložité, navyše majú pomerne nízku rýchlosť šplhania.
Preto prichádza na rad štvornohý robot LORIS. Zariadenie, ktoré bolo pomenované podľa šplhania vačkovca a tiež podľa slov „Lightweight Observation Robot for Irregular Slopes“ (Ľahký pozorovací robot pre nepravidelné svahy), vytvorili Paul Nadan, Spencer Backus, Aaron M. Johnson a ich kolegovia z laboratória Robomechanics na Univerzite Carnegie Mellon.
Na konci každej zo štyroch nôh robota sa nachádza rozprestreté uchopovadlo s mikrotŕňmi, ktoré obsahuje dve skupiny tŕňov usporiadaných v pravom uhle k sebe. Uchopovadlo je spojené s nohou pasívnym zápästným kĺbom. To v podstate znamená, že uchopovadlo sa len tak otáča v závislosti od toho, čo robí noha.
S využitím vstavanej kamery na snímanie hĺbky a mikroprocesora robot strategicky posúva nohy takým spôsobom, že keď uchopovadlo na jednej nohe zachytí lezecký povrch, uchopovadlo na protiľahlej nohe - na druhej strane tela, na druhom konci tela - to urobí tiež.
Pokiaľ tieto dve diagonálne protiľahlé nohy udržiavajú vnútorné napätie na svojich uchopovadlách, zostávajú tieto uchopovadlá pevne pripevnené k povrchu. Ostatné dve protiľahlé nohy robota môžu medzitým urobiť ďalší krok smerom nahor. Ide o stratégiu šplhania inšpirovanú hmyzom, známu ako smerované uchopenie dovnútra.
Podľa výskumníkov robot LORIS kombinuje nízku hmotnosť, rýchlosť, energetickú účinnosť a jednoduchosť pasívnych mikrošpirálových uchopovadiel s pevným uchopením a prispôsobivosťou aktívnych uchopovadiel. A navyše je robot navrhnutý tak, aby sa dal ľahko a lacno vyrobiť.
Robota LORIS si môžete pozrieť v akcii vo videu na začiatku článku alebo priamo TU. Príspevok o tejto štúdii bol nedávno prezentovaný na Medzinárodnej konferencii o robotike a automatizácii.
