Jumping Robots Mimic Yndlingsfulde Big Eyed Primates

{h1}

En hoppende robot - hvis design var inspireret af små primater kendt som buskebabyer - kan springe af væggene for at få højde hurtigere end nogen tidligere robot og kunne en dag medvirke til hurtigt at scanne urbane katastrofzoner, siger forskere.

En hoppende robot - hvis design var inspireret af små primater kendt som buskebabyer - kan springe af væggene for at få højde hurtigere end nogen tidligere robot og kunne en dag medvirke til hurtigt at scanne urbane katastrofzoner, siger forskere.

På trods af at den kun er 10 inches (26 centimeter) høj og vejer kun 0,2 pund (100 gram), kan den enebenede robot, der hedder Salto, springe op mere end 3,2 meter høj fra en stående position.

Salto er ikke den højeste jumpingrobot derude - nogle bots kan hoppe til højder på mere end 10 fod (3 meter), men disse bots skal lukke i flere minutter, før de hopper, mens Salto kan hoppe igen næsten øjeblikkeligt forskere sagde. Dette gør det muligt for den enebenede bot at skubbe en mur - ligesom folkens parkour entusiaster - for at få højden hurtigere, tilføjede de. [De 6 Strangest Robots Ever Created]

Salto kan også klatre med en hastighed på 5,7 fod pr. Sekund (1,75 meter pr. Sekund) sammenlignet med de 3,7 fod pr. Sekund (1,12 m / s) opnået af den næstbedste robot, sagde forskerne. Salto klatring er lidt bedre end en bullfrogs, og det har 78 procent af træthusbushbarnets evner, som det er modelleret på, ifølge forskerne.

Virkelig inspiration

Ideen til robotten kom til forskerne, efter at de talte til de første respondenter på et sted for uddannelse og redning i Menlo Park i Californien, sagde studielederen Duncan Haldane, en robotik Ph.D. studerende ved University of California, Berkeley.

"Vores mål var at have en søg-og-redningsrobot, der er lille nok til ikke at forstyrre ruderne yderligere og bevæge sig hurtigt på tværs af de mange slags murbrokker, der produceres af sammenbrudte bygninger," fortalte Haldane journalister på en pressekonference mandag den 5. december ). "For at gøre det skal det være muligt at hoppe - og spring mere adept - end tidligere robotter."

Haldane og hans kolleger kigget på naturen til inspiration, "fordi det er rimeligt at sige, at dyr kan overklassificere enhver robot, når den sammenligner med at hoppe," sagde han.

Før de kunne finde dyret, der ville være den perfekte model til deres robot, måtte holdet udvikle et bedre mål for hoppeevne. Forskerne kom op med en metrisk kaldet "vertikal hoppende smidighed", som kombinerer hvor højt et dyr eller en robot kan hoppe med hvor ofte.

Senegal bush baby (Galago Senegalensis) scorede højest i forskernes test, der sprang fra gren til gren på 7,2 fod pr. sekund (2,2 m / s). Dyret får sin hoppeevne fra sin evne til at komme ind i en superløbende krok inden afgang - en funktion, som den deler med andre hoppedyr, siger forskerne.

Dette gør det muligt for buskebarnets benmuskler at opbevare energi i elastiske sener, inden de frigives senere i hoppet for at generere 15 gange mere strøm end musklerne kunne alene, tilføjede de.

Opbygning af en robot

Oversættelse af dette princip til et robotsystem krævede en del tinkering, men Haldane sagde. [7 Cool Animal-Inspired Technologies]

"Når du laver bio-inspireret teknik, skal du drastisk forenkle det, du ser i naturen og finde ud af de grundlæggende principper for, hvad der foregår," sagde han.

I stedet for en sene har Salto roboten en latexfjeder, der er forbundet med sin motor, som kan snoet for at opbevare energi. Konfigurationen af ​​de otte stænger, der udgør robotens ben, betyder, at gearingen giver ændringer, da robotten bevæger sig gennem hoppebevægelsen, sagde forskerne.

I begyndelsen af ​​springet, mens roboten er i en superløbende krok, er der lidt gearing, så kraften fra motoren går i at vride foråret frem for at skubbe væk fra jorden. Som Saltos ben strækker sig, øger gearing, hvilket får den til at skubbe jorden væk og frigive den energi, der er lagret i foråret, ifølge forskerne.

"En kuglebjælke giver dig en håndtag til at generere en stor nysgerrighed ved at udøve en lille kraft ved enden af ​​armen. Det er en kraftmultiplikator," siger forskerforfatter Mark Plecnik, en postdoktor ved UC Berkeley. "Det er som at bruge en kuglestang, der vokser og krymper, mens du skubber på den."

Sensorer på roboten gør det muligt at holde styr på kroppens vinkel, benposition og motorposition, så roboten kan justere vinklen under flyvningen ved hjælp af en vægtet hale, så den rammer væggen i den rigtige vinkel for at gøre det muligt at springe af igen.

Fremtidige anvendelser

Auke Jan Ijspeert, som leder Biorobotics Laboratory ved Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne i Schweiz, roste gruppens innovation.

"At være i stand til at bekæmpe tyngdekraften er altid et stort problem for jordbaserede dyr og robotter," siger Ijspeer til WordsSideKick.com. "Et sådant system kunne være nyttigt til applikationer inden for feltrobotik, for eksempel til søgning og redning, overvågning af forurening, inspektion eller landbrug."

Forskerholdet, der designede Salto, håber, at deres vertikal-agility-metriske vil også hjælpe andre forskere, der studerer hoppedyr, siger Ron Fearing, en professor i elektroteknik og datalogi hos UC Berkeley, som overvåger undersøgelsen.

Thomas Roberts, professor ved Brown University, der specialiserer sig i biomekanik, mener, at det vil, men han mener også, at teknologien selv kan være vigtig for biologer.

"Dette er et godt eksempel på, hvordan bioteknologisk design kan hjælpe os med at opbygge nye enheder, men også informere vores forståelse af biologi," sagde han til WordsSideKick.com.

"I biologi kan vi kun studere dyr, der eksisterer, og vi antager generelt, at systemer i naturen virker ret godt," sagde Roberts. "Robotikere kan teste denne antagelse ved at opbygge mekanismer, der ligner biologiske systemer, men afviger på vigtige måder."

Den nye undersøgelse blev offentliggjort i dag (6. december) i debutudgaven af ​​tidsskriftet Science Robotics.

Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com