Трехногого робота-прыгуна испытали в условиях микрогравитации

Швейцарские инженеры разработали прототип робота-прыгуна SpaceHopper, предназначенного для работы на поверхности астероидов, комет и других небольших небесных тел с низкой гравитацией. Прототип робота массой пять килограмм имеет три ноги, управляемые девятью электроприводами. Планируется, что он будет передвигаться с помощью прыжков, и в отрыве от поверхности небесного тела будет использовать ноги для ориентации корпуса в пространстве. Недавно разработчики успешно испытали SpaceHopper в условиях искусственной микрогравитации на борту самолета, сообщает New Atlas.

Колесные роботы давно зарекомендовали себя в изучении Луны и Марса, а экспериментальный марсианский вертолет «Индженьюити» доказал, что и летающие роботы могут быть эффективны на других планетах (если есть достаточно плотная атмосфера). К сожалению, это не относится к небольшим небесным телам, таким как астероиды и кометы. Для них характерны низкая гравитация, сложный рельеф и отсутствие плотной атмосферы. Поэтому оба указанных типа космических роботов не смогут там работать. Однако существует еще один класс роботов, который как будто специально создан для подобных условий — роботы-прыгуны. Двигаясь с помощью прыжков, они способны перепрыгивать препятствия и перемещаться на новое место, не затрачивая много энергии, а низкая гравитация только способствует такому способу передвижения.

Прототип одного из таких роботов под названием SpaceHopper, который уже несколько лет разрабатывают в Швейцарской высшей технической школе Цюриха, недавно прошел испытания в условиях искусственной микрогравитации во время полета на борту самолета.

Робот SpaceHopper массой пять килограмм имеет алюминиевый корпус в виде треугольной призмы, на каждом из ребер которой находится нога. Ее суставы приводятся в движение тремя электромоторами, которые обеспечивают ноге три степени свободы: два электродвигателя вращают тазобедренный сустав через дифференциальный привод, и еще один отвечает за сгибание ноги в колене.

Движения ног робота контролируются системой управления на основе алгоритмов машинного обучения. Все девять моторов в ногах, работая одновременно, создают резкий толчок и отправляют робота в прыжок. Во время полета складывание или выдвигание ног дальше от корпуса помогает роботу переворачиваться и менять ориентацию в пространстве. Алгоритм управления рассчитывает движения таким образом, чтобы SpaceHopper всегда приземлялся на ноги. Кроме того, во время соприкосновения с поверхностью ноги сгибаются, поглощая удар и не позволяя роботу упасть.

Изначально испытания проводились в лаборатории, однако в конце 2023 года разработчикам удалось протестировать робота в условиях микрогравитации на борту самолета во время параболического полета. В таком полете самолет двигается по восходящей и нисходящей траектории, создавая в верхней точке кратковременный период невесомости. Во время испытания SpaceHopper успешно подпрыгнул с пола в заданном направлении и сохранил правильную ориентацию в пространстве, использовав ноги для разворота корпуса в полете.

Прототип послужит платформой для создания будущих космических роботов, предназначенных для исследований и поиска полезных ископаемых на небесных телах с низкой гравитацией.

Это не первый проект инженеров Швейцарской высшей технической школы Цюриха, посвященный прыгающим роботам для космических исследований. В одной из предыдущих работ разработчики научили более крупного четвероногого робота SpaceBok маневрировать в невесомости, используя четыре ноги, и прыгать в заданном направлении.