Американські інженери представили реалізацію свого двоногого робота на гібридних кінцівках зростом у 1,84 метра та вагою у 29,05 кілограма. Він має лише дві свої ноги, шість ступенів свободи у них та вміє ходити вперед і згинати кінцівки у колінах. Вчені розраховують, що потужності йому вистачить для бігу і стрибків. Ходу свого робота дослідники показали на відео, опублікованому на каналі їхньої лабораторії на YouTube.
KIMLAB / YouTube
Чому у робота тільки дві ноги?
Двоноге пересування — одна з ключових особливостей людиноподібних роботів. Втім, хоча велика кількість робіт присвячена управлінню двоногою ходьбою, дослідники відзначають невелику різноманітність у доступних конструкціях механізмів цих ніг. У цілому нині інженери прагнуть забезпечити низьку інерцію конструкції, і навіть здатність робота бігати і стрибати, тобто виконувати складні динамічні навантаження. Більшість двоногих роботів використовують послідовний механізм з 6 ступенями свободи (тазостегновий суглоб з 3 ступенями свободи, колінний суглоб з 1 ступенем свободи і гомілковостопний суглоб з 2 ступенями свободи) через його схожість з людськими кінцівками, а також просту конструкції. У своїй роботі дослідники з Університету Іллінойсу запропонували для людиноподібних роботів нову механічну конструкцію послідовно-паралельної ноги людиноподібного робота під назвою Hybrid Leg. Концепцію і прототип кінцівок інженери раніше представляли на конференції ICRA.
Як ходять кінцівки?
Hybrid Leg виготовлена із трубок та підшипників із вуглецевого волокна, щоб підвищити її структурну жорсткість та точність при збереженні її ваги. Загальна вага однієї ноги у зборі становить 0,9 кілограма, що, за словами інженерів, не набагато важче, ніж вага ніг більшості комерційних людиноподібних роботів. Пара гібридних ніг зібрана разом для двоногого пересування зі зміщеним кутом рискання і області тазу, щоб збільшити робочий простір для ніг, натхненний кутом сходження людських ніг. Комбінуючи послідовний механізм і паралельний механізм для створення всієї ноги з 6 ступенями свободи, Hybrid Leg може забезпечити невелику інерцію, великий робочий простір та антропоморфну структуру, що нагадує людську ногу.
У кожному ланцюзі використовується важільний механізм з 5 ланками, який реалізує рухи стегна та коліна під час кроків, щоб розмістити приводи близько до стегна. Оскільки ці актуатори взаємодіють для створення рухів колін і стегна, очікується, що вони продемонструють ефект, аналогічний конструкції з двома двигунами, які часто розміщують у тазостегновому та колінному суглобах ніг деяких людиноподібних роботів. Крім того, інженери взяли собі за мету зробити двоногого робота вище середнього людського зросту.
KIMLAB / YouTube
Завдяки застосуванню гібридного механізму, де поєднане паралельне і послідовне з'єднання, та оптимізації конструкції робот був побудований з висотою 1,84 метра та вагою 29,05 кілограма. Він може приводитися у дію серводвигунами, що використовуються в людиноподібних роботах меншого розміру. Попередньо його продуктивність оцінили в експериментах із присіданнями та ходьбою на місці. Судячи з відео, робот вміє присідати на 600 міліметрів додолу, згинаючи коліна, а також може доволі стійко зробити кілька кроків вперед, тримаючись за раму.
https://youtu.be/7Mqf6EN3Jio
Також раніше ми розповідали про двоногого робота Кессі, яка також має всього дві ноги, але вже подолала на них п'ять кілометрів менш ніж за годину та пройшлася з двома каністрами напереваги.