Инженеры создали робота-змею с автомобильной подвеской

Москва, 08:32, 19 Фев 2020, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Лаборатория Террадинамики Университета Джона Хопкинса создала робота-змею, который «ловко и стабильно» взбирается на высокие ступени. Инженеры воссоздали движение королевских кобр в их роботизированном эквиваленте. Они надеются, что змеи-роботы смогут перемещаться по пересеченной местности, чтобы помочь в спасательных миссиях.

Американские инженеры изучали, как движутся настоящие змеи, и использовали свои наблюдения, чтобы сделать робота-змею. Считается, что роботы-змеи могут когда-нибудь помочь в исследовании недоступной местности, например, проникая через строительный мусор после землетрясения.

Новинка в робототехнике использует «подобную автомобилю подвеску» для поддержания уровня колесного робота, когда он поднимается по сложной лестнице.

«Мы обращаемся к этим жутким существам за вдохновением в движении, потому что они уже настолько искусны в том, чтобы стабильно масштабировать препятствия в своей повседневной жизни», — сказал старший писатель Чен Ли, доцент кафедры машиностроения в университете Джона Хопкинса.

Змеи живут в разнообразных условиях, от жарких пустынь до пышных тропических лесов, где они скользят по деревьям, камням и кустарникам каждый день. Предыдущие исследования в основном рассматривали движения змей на плоских поверхностях, но редко в трехмерной местности, за исключением деревьев.

Исследователи впервые изучили, как королевская кобра поднялась по ступенькам в лаборатории профессора Ли в университетском городке в Балтиморе, штат Мэриленд. Команда инженеров разделила движение королевской змеи, когда она поднималась по ступеням на три секции, и использовала это для создания роботизированной версии.

В результате серии экспериментов исследование, которое было опубликовано в Королевском обществе открытых наук, показало, что змеи разделяют свои тела на три части.

Их передняя и задняя часть извивались взад и вперед по горизонтальным ступеням, как волна, в то время как их средняя часть тела оставалась жесткой, зависая именно так, чтобы преодолеть большую ступеньку.

Ученые заметили, что извивающиеся части обеспечивают устойчивость, чтобы змея не опрокинулась. Когда большая часть змеи достигнет ступени, передняя часть тела станет длиннее, а задняя часть станет короче. В то же время средняя часть тела оставалась примерно одинаковой длины, подвешенной вертикально над двумя ступенями.

Если бы ступени становились выше и более скользкими, змеи двигались бы медленнее и меньше шевелили передней и задней частями тела, чтобы поддерживать устойчивость.

Используя эту информацию, команда создала робота для имитации движений королевских змей и воспроизведения волнообразных колебаний.

Конструкция робота-змеи

Подобное змее тело робота разделено на 10 секций с 10 колесами по обе стороны для подъема по лестнице.

Исследователи вставили пружины, чтобы имитировать способность настоящей змеи сохранять хорошую поддержку тела и предотвращать ее опрокидывание

После того, как их змея-робот не смогла подняться по ступенькам, не наклонившись в сторону и не упав, команда добавила в конструкцию робота «автомобильную подвеску», состоящую из пружины между корпусом и колесами. Это позволило роботу оставаться на одном уровне при подъеме по лестнице.

Исследователи говорят, что их творение довольно близко соответствовало скорости настоящей змеи. Но добавленная система подвески кузова — необходимая для поддержания устойчивости машины на больших ступенях — означала, что робот потребляет больше электроэнергии.

«Животное все еще намного лучше, но эти результаты являются многообещающими для роботов, которые могут преодолевать большие препятствия», — сказал профессор Ли.

Команда планирует протестировать и улучшить робота-змею для еще более сложной трехмерной местности с большим количеством разнообразных препятствий.