Горячие ноги с памятью формы поменяли походку робота

Adaptive Robotics Lab / YouTube

Американские инженеры разработали робота, способного менять свою походку благодаря нагреванию сегментов ног, выполненных из материала с эффектом памяти формы. Разработчики показали, как быстрая смена походки позволяет роботу проходить через узкие проемы, не задевая стенок. Статья с описанием робота опубликована в журнале IEEE Robotics and Automation Letters.

Практически всегда при создании роботов инженеры четко задают их способ передвижения и, в случае ходячих роботов, даже походку. Поскольку обычно это происходит после длительного компьютерного моделирования и реальных экспериментов, это позволяет сделать робота максимально эффективным в конкретных условиях. Но такая оптимизация полезна далеко не всегда и зачастую роботы вынуждены работать в неоднородной среде, где им могут пригодиться различные навыки. Для таких случаев можно применять как устройства, оснащенные сразу несколькими типами двигательных механизмов, такие как ходячие роботы с колесами на концах ног, так и алгоритмы, позволяющие роботу менять свое поведение, используя одни и те же аппаратные составляющие.

Цзефэн Сунь (Jiefeng Sun) и Цзяньго Чжао (Jianguo Zhao) из Университета штата Колорадо в своей работе выбрали второй подход и создали робота, способного менять конфигурацию своих ног на ходу. Он оснащен четырьмя ногами, состоящими из нескольких сегментов. Они крепятся к корпусу через три соединения, из которых два пассивные, а одно прикреплено к валу, соединенному с электродвигателем. Два из трех соединений выполнены из материала с память формы на основе полилактида. На эти сегменты намотана металлическая проволока, подключенная к источнику питания.


Принцип смены походки роботом основан на том, что он может нагревать определенные сегменты с помощью проволоки и тем самым размягчать их. На это у робота уходит около десяти секунд. После этого он может с помощью электромотора поменять расположение сегментов относительно друг друга и перестать нагревать сегмент с памятью формы. Через небольшое время он остывает и затвердевает. Благодаря этому при движении электромотора конец ноги двигается по другой траектории.

В качестве примера авторы показали прохождение препятствия с ограниченной высотой. При обычной походке робот двигается быстро, но поднимается высоко и задевает верхнюю стенку препятствия. Однако при изменении конфигурации ног высота его ходьбы уменьшается и он становится достаточно низким, чтобы пройти под рейкой и не сбить ее.

Это далеко не первый робот, в основе движения которого лежит эффект памяти формы. К примеру, недавно инженеры из США создали робота с несколькими дугообразными сегментами, выполненными из аналогичного материала. При нагревании они разгибаются и позволяют роботу двигаться вперед, причем даже по наклонным поверхностям. На горизонтальной поверхности скорость такого робота достигает около одной длины тела в секунду, что сравнимо со скоростью движения многих живых организмов.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.