Новый вид робота-многоножки изобрели в Японии

Исследователи из департамента механических наук и биоинженерии Университета Осаки изобрели новый вид шагающего робота, который использует преимущества динамической нестабильности. Изменяя гибкость муфт, робота можно заставить поворачивать без сложных вычислений для систем управления. Научная работа будет полезна, например, при создании роботов-спасателей, способных преодолевать неровности.

Большинство животных с ногами развили надёжные способы передвижения для хорошей мобильности в широком диапазоне сред. Однако инженеры, которые пытались воспроизвести этот подход, часто обнаруживали, что роботы на ножках очень ненадёжны. Из-за повторяющейся нагрузки поломка даже одной ноги может серьёзно ограничить их возможности.

Кроме того, управление многими суставами, чтобы робот преодолевал пересечённую местность, требует больших компьютерных мощностей. В общем, усовершенствования были бы чрезвычайно полезны для создания автономных или полуавтономных роботов, которые бы проникали в опасные места.

В итоге исследователи из Университета Осаки разработали биомиметического робота-многоножку. Он использует преимущества естественной нестабильности и может переходить от прямолинейной ходьбы в движение по изогнутой. В исследовании, опубликованном в журнале Soft Robotics («Мягкая робототехника»), японцы описали робота из шести двуногих сегментов и гибких суставов. Используя регулируемый винт, гибкость муфт можно изменять с помощью двигателей во время ходьбы.

Инженеры увидели, что увеличение гибкости суставов привело так называемой бифуркации, развилке, когда систему вместо фиксации на одном типе движения начинает троить. При такой вилке в движении прямолинейная ходьба нарушается, и робот переходит к ходьбе по кривой, либо вправо, либо влево. Обычно инженеры стараются избегать нестабильности. Однако её контролируемое использование может обеспечить эффективную манёвренность.


— Шинья Аой, автор исследования.

Поскольку такой подход не управляет движением напрямую, а, скорее, контролирует гибкость, он может значительно снизить и сложность вычислений, и затраты энергии. Проверка способности робота добираться да определённых мест показала, что он может перемещаться к целям по изогнутым траекториям.

Мау Адачи, другой автор исследования, добавил, что изобретение можно будет использовать в самых разных сценариях: поиск, спасение, работа в опасных средах и исследования на других планетах. Причём будущие версии робота-многоножки могут включать дополнительные сегменты и механизмы управления.