Noul robot traversează o suprafață neuniformă într-un mod modelat pe o șopârlă cu coadă de zebră. Imagine cu amabilitate a lui Chen Li, Tingnan Zhang, Daniel Goldman
Proiectarea unui robot care se poate deplasa cu ușurință pe un teren liber - să zicem, un rover menit să străbată suprafața planetei Marte - reprezintă o provocare unică în domeniul ingineriei: roțile se scufundă în mod obișnuit în ceea ce inginerii numesc „sol curgător” (amestecuri de nisip, sol, noroi și iarbă). ).
Având în vedere numeroasele inovații inspirate din punct de vedere biologic în robotică, o echipă de cercetători de la Georgia Tech a avut o idee - să se bazeze pe un design pe creaturi de deșert, cum ar fi șopârlele cu coadă de zebră, care sunt capabile să se scurgă pe o suprafață liberă și nisipoasă, fără a încetini. Eforturile lor le-au permis să creeze acest mic dispozitiv cu șase picioare, prezentat într-un articol publicat astăzi în Știință, care poate parcurge o suprafață granulară într-un mod care amintește în mod nesigur de o reptilă.
Echipa de cercetare, condusă de Chen Li, a proiectat dispozitivul după ce a studiat locomoția diferitelor creaturi și a simulat matematic performanțele diferitelor tipuri de picioare (variază ca număr, formă și lungime) în mai multe medii distincte. Ei speră că cercetarea lor va stimula dezvoltarea unui câmp pe care l-au numit „terradinamica” - întrucât aerodinamica este preocupată de performanța vehiculelor cu aripi în aer, câmpul lor va studia mișcarea vehiculelor cu picioare pe suprafețe granulare.
Pentru a-și proiecta robotul, au folosit aceste simulări pentru a determina exact lungimile picioarelor, vitezele de mișcare și nivelurile de forță care ar propulsa dispozitivele pe o suprafață liberă, fără a le determina să se afunde prea adânc. Au imprimat apoi o varietate de tipuri de picioare cu o imprimantă 3D și au construit roboți pentru a le testa în laborator.
Una dintre cele mai interesante descoperiri ale acestora este că aceleași tipuri de principii de proiectare se aplică pentru locomoție pe o varietate de suprafețe granulare, inclusiv semințe de mac, margele de sticlă și nisip natural. Simulările și experimentele lor din lumea reală au relevat faptul că picioarele în formă de C au funcționat în general cel mai bine, dar că orice tip de membre în formă de arc a funcționat relativ bine, deoarece răspândesc greutatea dispozitivului pe suprafețele lungi (deși înguste) ale picioarelor pe măsură ce picioarele vin. în contact cu solul pe parcursul unui pas.
Cercetătorii au descoperit că membrele în formă de C funcționează cel mai bine pentru a se deplasa rapid pe suprafețe granulare, atât în șopârlele cât și în roboți. Reprezentările punctate, solide și punctate în C și D sunt poziții precoce, mijlocii și târzii ale picioarelor în timpul unui pas. Săgețile indică direcții de mișcare pentru anumite regiuni ale picioarelor. Imagine via Science / Li et. Al.
Aplicațiile acestui tip de cercetare sunt largi: acest robot particular, spun cercetătorii, ar putea fi dezvoltat într-un dispozitiv util de căutare și salvare sau cercetare, în timp ce principiile derivate din domeniul terradinamicii ar putea fi utile în proiectarea de sonde pentru a explora alte planetele în viitor. De asemenea, ei ar putea ajuta biologii să înțeleagă mai bine modul în care formele de viață aici au evoluat pentru a se deplasa pe suprafața planetei noastre.
