Команда американських інженерів захопилася ідеєю створити не більшого за сантиметр у висоту двоногого робота, який би міг ходити і бігати, використовуючи для цього мінімум додаткового обладнання — лише власну динаміку і гравітацію. Так на конференції ICRA 2022 вони представили прототип такого, щоправда, висотою поки у 15 сантиметрів та двома приводами у ногах. Приводи з певною частотою скорочували довжину ніг, і завдяки своїй конструкції, двоногий міг пересуватися.
Sharfin Islam et al., 2022
Це робот-іграшка для інженерів?
Наприкінці 1980-х американський інженер Тед МакГір (Tad McGeer) представив своїх крокуючих роботів, які рухалися невеликим схилом самостійно — не використовуючи жодних моторів. За ним подібних роботів реалізовували багато інженерів, які досліджували рух на двох кінцівках. Адже якщо використовувати динаміку самої системи, можна вирішити більшу частину проблем, які зазвичай розв'язують використанням додаткових виконавчих механізмів. Так, якщо правильно сконструювати робота, на нього самого і можна перекласти забезпечення стабільного і ефективного руху.
На відео МакГір демонструє своїх роботів. AMBER-Lab / YouTube
На це вирішили покластися і п'ятеро інженерів з Університету Карнегі — Меллон та виступили на конференції із амбітною метою створити мініатюрних крокуючих роботів розмірами не більше за фігурку конструктора LEGO.
І як далеко такий робот може зайти?
Перш ніж підступитися до робота, вчені у ході моделювання з'ясували, що стабільну самостійну ходу може забезпечити періодичне видовження-скорочення довжини ніг. Так вони зібрали робота з парою висувних ніг, які з'єднані пасивним аналогом кульшового суглоба згори та двома сферичними стопами внизу. Ноги для робота інженери надрукували на 3D-принтері, а затим почепили на кожну по електроприводу, який і мав забезпечувати видовження та скорочення з частотою від 0,40 до 6,31 герца та амплітудою від 3 до 12 міліметра.
Sharfin Islam et al., 2022
У підсумку такий робот самостійно починає свій рух та підтримує його, не потребуючи складних додаткових механізмів, які у такому масштабі йому просто недоступні. Втім, розробники зазначають, що такий підхід згодиться і до більших за розміром роботів
Robomechanics Lab / YouTube
Зазвичай від двоногих роботів все ж очікують людиноподібності у тому числі і за розмірами. Наприклад, 68-кілограмова гуманоїдна Лола зростом 1,76 метра, яка вчиться самостійно ходити. Однак поки набагато ефективнішими лишаються двоногі роботи, які поки мають лише кінцівки у своїй конструкції, до того ж схожі на пташині. Наприклад, робот Кессі, яка нещодавно пробігла п'ять кілометрів самостійно.
А деякі двоногі вміють не тільки бігати
🏋️♀️Двонога Кессі прогулялася з коромислом напереваги
🚁Робот Jet-HR2, також двоногий, політав на своїх пропелерах
🛹А робот Лео не просто політав, а і став своїми двома ногами на скейтборд