Филигранная работа: Механический скарабей поражает точностью

Группа робототехников из Таиланда, Германии и Дании создала робота, имитирующего способности навозного жука. В журнале Advanced Science («Передовая наука») Бингвонг Леунг, Станислав Горб и Порамате Манунпонг рассказали об истоках своего проекта и описали, насколько хорошо робот-навозник проявил себя в деле.

Скарабеи уникальны в двух своих проявлениях: они передвигаются иначе, чем другие существа с шестью лапками, и способны управлять предметами, которые намного больше их собственных размеров, причём на удивительно малом пространстве. Исследователи изучили биомеханику навозных жуков, а также учли попытки других робототехников по созданию механических палочников. В итоге инженеры пришли к выводу, что механический жук-навозник также мог бы превзойти другие конструкции, как и его живой пример — прочих насекомых. Особенно робот-скарабей был бы интересен способностью манипулировать крупными предметами в тесноте.

Исследователи изучили алгоритм движений навозников и перемещения ими предметов. И отметили, что жуки способны перекатывать свой ароматный груз, толкая большие шары четырьмя лапками, а двумя упираясь в землю.

Чтобы создать нового робота, инженеры начали с моделей насекомых-палочников. Затем модифицировали их таким образом, чтобы те уподобились навозному жуку. А от идеи машинного обучения, чтобы натаскивать робота на конкретные задачи, отказались, хотя таким путём обычно идут многие другие современные создатели роботов. Вместо этого исследователи использовали модульный подход к управлению локомоцией (движениями) на основе нейронных сетей. Модульный способ основан всего на двух действиях: наклоне и повороте для двух верхних пар лап и простой биомеханике для нижней пары. В результате получился робот, который получил гордое название ALPHA. Почему заглавными буквами? Возможно, это аббревиатура, или нет — точно неизвестно.

Создатели испытали своего робота, дав ему большой полый шар. ALPHA прекрасно справился с заданием перекатывать его в нужные места. Более того, шестилапое устройство можно использовать для транспортировки материалов внутри шара.

Создатели считают, что их робот может быть полезен в поисково-спасательных операциях, так как он легко передвигается по неровной и незнакомой местности. К тому же созданный образец — лишь начало, и дальнейшие улучшения должны повысить функциональность механического скарабея.