Горячие ноги с памятью формы поменяли походку робота
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
Управлять им может один человек
Инженеры из немецкого стартапа FORMIC Transportsysteme разработали полуавтоматическую систему для транспортировки тяжелых крупногабаритных грузов. Ее основной компонент — шестиколесные роботизированные платформы, каждая из которых способна перевозить на себе до 2,5 тонн груза. Несколько робоплатформ могут объединяться в единую группу с грузоподъемностью до 37,5 тонн, автоматически отслеживая и синхронизируя движения между собой, сообщает New Atlas. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Когда в ограниченном пространстве производственного цеха требуется переместить объект, который имеет большие габариты и массу (крупногабаритный станок или другое тяжелое промышленное оборудование), то в такелажных работах задействуют подкатные роликовые системы перемещения. Они представляют собой отдельные небольшие тележки на роликах с плоской опорой для груза сверху. Несколько тележек подкатываются под груз и каждая принимает часть общей массы на себя. Однако существенным минусом такого подхода остается необходимость вручную контролировать дальнейшее перемещение груза. Инженеры из стартапа FORMIC Transportsysteme, созданного на базе Технологического института Карлсруэ, разработали роботизированный вариант подкатных платформ, с помощью которых можно автоматизировать процесс перемещения массивных крупногабаритных грузов. Каждая платформа представляет собой отдельного самодвижущегося робота на шести колесах — по три с каждой стороны. Благодаря такой конструкции робоплатформа способна двигаться вперед, назад, разворачиваться на месте, а также преодолевать небольшие неровности, встречающиеся на пути. https://www.youtube.com/watch?v=6JOdteRghJg Самостоятельно каждая платформа системы может перемещать на себе груз массой до 2,5 тонн и может поднимать грузы, расположенные на минимальной высоте от пола около 25 мм. Отдельные платформы способны объединяться в группу и действовать совместно как единое целое. В этом случае модули отслеживают и синхронизируют свое взаимное положение и перемещение с помощью встроенных видеокамер, а также обмениваясь радиосигналами. Управляет системой оператор с помощью пульта с джойстиками, на экране которого отображается текущее положение всех модулей, а также их взаимная ориентация относительно друг друга. К примеру, можно заставить платформы повернуть груз на месте вокруг вертикальной оси, проходящей через выбранную оператором точку. Для того чтобы выполнить эту команду, все составляющие группу модули автоматически разворачиваются на месте на нужные углы таким образом, чтобы их совместное движение в результате приводило к повороту установленного на них объекта вокруг заданной точки. Благодаря этому можно совершать точные маневры с грузом в ограниченном пространстве. https://www.youtube.com/watch?v=sKYYZj0_y0g На данный момент максимальное возможное число модулей в рое ограничено пятнадцатью из соображений безопасности управления ими, но в будущем количество может быть увеличено. Общая грузоподъемность пятнадцати робоплатформ составляет 37,5 тонн, однако, по словам разработчиков, для большинства работ будет достаточно трех, а управлять перемещением груза может один человек. Старт продаж системы должен начаться в этом году. А вот если груз упакован в контейнеры массой не более 25 килограмм, то не исключено, что работу с таким грузом в недалеком будущем можно будет доверить человекоподобному роботу Apollo, разрабатываемому американской компанией Apptronik. Несмотря на то, что Apollo позиционируется как робот общего назначения, на первое время его основной деятельностью должна стать работа с грузами на складах и в производственных помещениях.