Робота-трансформера научили взбираться по ступенькам с помощью хвоста
Он может передвигаться по пересеченной местности и преодолевать канавы шириной равной своей длине
Инженеры из Израиля разработали робота-трансформера Tail STAR, способного передвигаться по сложному рельефу с помощью нескольких колес и подвижного управляемого хвоста. Робот может передвигаться по пересеченной местности, менять высоту корпуса над поверхностью, взбираться на ступеньки, превышающие диаметр его колес в три раза, и преодолевать канавы с шириной равной длине его корпуса. Статья с описанием разработки опубликована в журнале IEEE Robotics and Automation Letters.
При поддержке Angie — первого российского веб-сервера
Основное преимущество роботов-трансформеров заключается в их способности изменять свою форму в зависимости от окружающих условий. С помощью реконфигурации такие роботы могут адаптироваться под разные типы поверхностей и сред, преодолевая препятствия недоступные для роботов с фиксированной конструкцией. К примеру, недавно представленный робот-трансформер Morphobot M4 может передвигаться по земле как ровер, используя колеса на концах четырех конечностей, или ходить с их помощью как четвероногий робот. Кроме этого, внутри колес находятся электромоторы с пропеллерами, благодаря которым M4 может летать как квадрокоптер, облетая по воздуху те препятствия, которые невозможно преодолевать по поверхности.
Роботы семейства STAR (Sprawl Tuned Autonomous Robot), разрабатываемые с 2013 года израильскими инженерами под руководством Дэвида Заррука (David Zarrouk) из Университета имени Бен-Гуриона, также обладают возможностью изменять свою конфигурацию. Они могут передвигаться по поверхностям с помощью колес, плавать по воде с помощью надувных баллонов и летать по воздуху с помощью пропеллеров. Для этого используются отдельные приспособления-модификации, встраиваемые в основную конструкцию робота. Она состоит из центральной части, в которой находится управляющая элеткроника и батарея, и двух подвижных отклоняющихся боковин с набором колес и винтов. В новой модификации, которую инженеры назвали Tail STAR (TSTAR), у робота появился подвижный управляемый двухсекционный хвост.
Робот весит 600 грамм. Длина его корпуса составляет 22 сантиметра без хвоста и 40 сантиметров с полностью выпрямленным хвостом. В центральной части корпуса, помимо батареи и платы Arduino Nano, располагается сервопривод для двух подвижных боковых частей. С помощью трансмиссии из нескольких шестерней они могут синхронно и симметрично поворачиваться вокруг осей, совпадающих с продольной осью робота, на углы от минус 80 до 90 градусов относительно горизонтальной плоскости корпуса. В нижней части каждой из двух боковин располагаются два колеса с ободом, и три безободных трехлучевых колеса, которые позволяют роботу лучше цепляться за неровную поверхность. На каждой боковой части расположен собственный электромотор, который вращает все расположенных на ней колеса.
Хвост робота присоединен к задней части центрального отдела. Он состоит из двух раздельно управляемых секций и двух подвижных моторизированных соединений. Электромоторы и их трансмиссии располагаются непосредственно на секциях хвоста. Благодаря такой конструкции хвост имеет большой диапазон возможных положений, отклоняясь от исходного горизонтального положения в обе стороны почти на 140 градусов.
Аккумулятора емкостью 1000 миллиампер-час хватает, чтобы проехать дистанцию около 1350 метров. Робот может развивать скорость около 38 сантиметров в секунду, что равняется приблизительно 1,7 длины тела в секунду. С помощью подвижных боковых частей TSTAR может изменять высоту корпуса над поверхностью, пробираясь через низкие проемы. Подвижный хвост помогает роботу взбираться на ступеньки и уступы высотой 15-18 сантиметров, что превышает радиус его колес в три раза. Для этого робот, подъезжая вплотную к препятствию, с помощью передних колес и хвоста отклоняется назад, меняя центр тяжести. Затем, опираясь на хвост и помогая себе колесами на боковинах, робот взбирается на уступ или ступеньку.
Кроме того, TSTAR может преодолевать канавы, ширина которых равна длине робота, а также переворачиваться на верхнюю сторону с помощью хвоста — так робота может поменять направление движения на противоположное в ограниченном пространстве. Благодаря таким способностям робота можно будет использовать для задач поиска и спасения выживших под завалами в разрушенных сооружениях, считают разработчики.
Роботы-трансформеры могут иметь модульную конструкцию. Например, инженеры из Швейцарии продемонстрировали недавно модульного робота Mori3, который состоит из нескольких одинаковых, но при этом самостоятельных базовых элементов. Каждый из них имеет треугольную форму, может самостоятельно передвигаться, а при объединении, образовывать трехмерную конструкцию, которая способна изменять свою пространственную конфигурацию наподобие оригами.
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.
