Исследователи Калифорнийского университета в Беркли создали робота, способного приземляться на ветки подобно белкам.
Исследователи разработали прыгающего робота, который может надежно приземляться на узкие поверхности. Технология вдохновлена биомеханикой прыжков белок. Роботы-белки смогут перемещаться в сложных средах, включая кроны деревьев и строительные конструкции.
Белка прыгает с насеста на ветку, а одноногий робот Salto следует его примеру. Изображение: Sebastian Lee (сверху) and Justin Yim (снизу), UC Berkeley
Для изучения механики приземления белок исследователи установили на ветку датчики, измеряющие силу и крутящий момент. Анализ высокоскоростной съемки показал, что белки при приземлении фактически делают стойку на передних лапах, направляя силу приземления через плечевой сустав. При этом их передние лапы поглощают около 86% кинетической энергии.
Еще более важным для удержания равновесия оказалось то, что белки регулируют тормозное усилие при приземлении. Если животное рискует недолететь до ветки, оно создает меньше силы, что позволяет вернуться в исходное положение. При опасности перелета белка увеличивает тормозное усилие, чтобы замедлиться и совершить сбалансированное приземление.
Робот, который прыгает как белка
Инженеры применили полученные знания для модификации одноногого робота Salto (сокращение от Saltatorial Agile Locomotion on Terrain Obstacles), разработанного в Беркли в 2016 году. У бота уже был моторизованный маховик, помогавший ему сохранять равновесие. Исследователи добавили метод реверсирования двигателя, чтобы позволить Salto тормозить, когда он приземлялся на ветку. Инженеры также добавили регулируемые силы ног, чтобы помочь ему компенсировать перелет или недолет при приземлении, в дополнение к эффекту маховика.
Несмотря на отсутствие возможности цепляться ногами, модифицированный Salto смог запрыгнуть на ветку и несколько раз удержать равновесие. Исследователи специально создали конструкцию с пассивным захватом и низким трением, чтобы усложнить задачу и проверить эффективность новых алгоритмов балансировки.
