Короткі потужні імпульси. Робот розміром з долоню навчився стрибати, долати сходинки та плавати

Дослідники зі США створили робота розміром з долоню, який стрибає завдяки пружним кінцівкам, долає сходинки та може плавати з веслами. Механізм дає змогу отримувати короткі потужні імпульси без великого двигуна.

Про це пише Science alert.

Робота розробили інженери Мічиганського університету та Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі. Він важить 98,2 грама та використовує дві гнучкі задні кінцівки, які можуть накопичувати й різко вивільняти енергію.

Принцип роботи схожий на рух жаби. Невеликі двигуни повільно згинають і скручують пружні елементи. У них накопичується енергія, а після досягнення певної точки конструкція різко змінює форму та відштовхується від поверхні. Після стрибка двигун повертає кінцівку у вихідне положення.

За словами інженера UCLA М. Халіда Джаведа, звичайний двигун зазвичай створює рух поступово, тоді як пружний механізм дає змогу отримати значно більший короткочасний імпульс потужності.

Під час випробувань робот пересувався по дереву, тканині, акрилу, шкірі, траві та піску. Максимальна швидкість становила 3,21 довжини його корпусу за секунду.

Дослідники також порівняли його з майже ідентичним роботом із жорсткими кінцівками. Гнучка версія в середньому долала 2,46 довжини корпусу за секунду, тоді як жорстка досягала лише 0,79. На м’якій тканині та траві жорсткий робот майже зупинявся.

Робот також може швидко змінювати напрямок, виконувати повторні сальто назад і підійматися невеликими сходинками. Під час одного з експериментів він автономно рухався до джерела світла, орієнтуючись за допомогою бортових датчиків.

Окремо дослідники пристосували його для пересування у воді. Платформу захистили від води, а на гнучкі кінцівки встановили лопаті. Після цього робот зміг зайти у воду та плисти зі швидкістю близько половини довжини корпусу за секунду. Його також випробували у відкритому басейні з підводними перешкодами та вітром.

Водночас плавання поки не оптимізували, а сам робот залишається експериментальним прототипом. Його рух складається з окремих потужних імпульсів, після кожного з яких кінцівкам потрібно повернутися у вихідне положення. Тому важливо точно синхронізувати роботу механізму з рухом робота та навколишнім середовищем.

Дослідники вважають, що така конструкція може бути корисною для дуже малих роботів. Замість встановлення потужного двигуна вони можуть накопичувати енергію в пружних деталях і вивільняти її в потрібний момент, наприклад для подолання перешкод або пересування багнюкою.