กระโดดหุ่นยนต์เลียนแบบบิชอพขนาดใหญ่ที่น่ารัก

หุ่นยนต์กระโดด - ซึ่งการออกแบบได้รับแรงบันดาลใจจากบิชอพขนาดเล็กที่รู้จักกันในชื่อทารกพุ่มไม้ - สามารถเกิดขึ้นได้จากผนังเพื่อให้ได้ความสูงเร็วกว่าหุ่นยนต์ก่อนหน้านี้และวันหนึ่งสามารถช่วยสแกนเขตภัยพิบัติในเมืองได้อย่างรวดเร็วนักวิจัยกล่าว

แม้จะมีความสูงเพียง 10 นิ้ว (26 เซนติเมตร) และมีน้ำหนักเพียง 0.2 ปอนด์ (100 กรัม) แต่ขาเดียวหุ่นยนต์ชื่อ Salto สามารถกระโดดได้สูงกว่า 3.2 ฟุต (1 เมตร) จากตำแหน่งยืน

Salto ไม่ใช่หุ่นยนต์กระโดดที่สูงที่สุด-บอทบางตัวสามารถกระโดดได้สูงกว่า 10 ฟุต (3 เมตร) แต่บอทเหล่านั้นต้องหมุนตัวเป็นเวลาหลายนาทีก่อนที่พวกเขาจะกระโดดในขณะที่ Salto สามารถกระโดดได้อีกครั้งเกือบจะทันทีนักวิจัยกล่าว สิ่งนี้ช่วยให้บอทขาเดียวดันออกจากกำแพง-เหมือนกับผู้ที่ชื่นชอบนกกระยางมนุษย์-เพื่อเพิ่มความสูงได้เร็วขึ้นพวกเขากล่าวเสริม -หุ่นยนต์ที่แปลกประหลาดที่สุด 6 ตัวที่เคยสร้างมา-

Salto ยังสามารถปีนขึ้นไปในอัตรา 5.7 ฟุตต่อวินาที (1.75 เมตรต่อวินาที) เมื่อเทียบกับ 3.7 ฟุตต่อวินาที (1.12 m/s) ที่ได้จากหุ่นยนต์ที่ดีที่สุดถัดไป อัตราการปีนเขาของ Salto นั้นดีกว่า Bullfrog เล็กน้อยและมีความสามารถ 78 % ของความสามารถของลูกพุ่มไม้ที่อยู่อาศัยต้นไม้มันเป็นแบบจำลองตามที่นักวิทยาศาสตร์

แรงบันดาลใจในชีวิตจริง

แนวคิดสำหรับหุ่นยนต์มาถึงนักวิจัยหลังจากที่พวกเขาได้พูดคุยกับผู้เผชิญเหตุคนแรกที่เว็บไซต์ฝึกอบรมการค้นหาและช่วยเหลือในเมืองใน Menlo Park, California, ผู้นำการศึกษา Duncan Haldane, หุ่นยนต์ปริญญาเอกกล่าว นักศึกษาที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์

“ เป้าหมายของเราคือการมีหุ่นยนต์ค้นหาและช่วยเหลือเล็กพอที่จะไม่รบกวนซากปรักหักพังต่อไปและเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วข้ามซากปรักหักพังหลายชนิดที่เกิดจากอาคารที่ถูกยุบ "Haldane กล่าวกับผู้สื่อข่าวในการแถลงข่าวเมื่อวันจันทร์ (5 ธันวาคม)" ในการทำเช่นนั้นจะต้องกระโดด -

Haldane และเพื่อนร่วมงานของเขามองหาธรรมชาติเพื่อเป็นแรงบันดาลใจ "เพราะมันยุติธรรมที่จะพูดสัตว์สามารถเอาชนะหุ่นยนต์ใด ๆ ได้เมื่อเปรียบเทียบกับการกระโดด "เขากล่าว

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกที่ส่งตรงไปยังกล่องจดหมายของคุณ

ก่อนที่พวกเขาจะพบสัตว์ที่จะเป็นแบบอย่างที่สมบูรณ์แบบสำหรับหุ่นยนต์ของพวกเขาทีมต้องพัฒนามาตรการที่ดีกว่าสำหรับความสามารถในการกระโดด นักวิจัยมาพร้อมกับเมตริกที่เรียกว่า

ทารกบุชเซเนกัล (Galago Senegalensis) ทำคะแนนสูงสุดในการทดสอบของนักวิทยาศาสตร์กระโดดจากกิ่งหนึ่งไปยังอีกสาขาหนึ่งที่ 7.2 ฟุตต่อวินาที (2.2 m/s) สัตว์ได้รับความกล้าหาญในการกระโดดจากความสามารถในการเข้าสู่ Superlow Crouch ก่อนที่จะขึ้นเครื่องซึ่งเป็นคุณลักษณะที่มันแบ่งปันกับสัตว์กระโดดอื่น ๆ นักวิจัยกล่าว

สิ่งนี้ช่วยให้ทารกบุชกล้ามเนื้อขาเพื่อเก็บพลังงานไว้ในเอ็นกล้ามเนื้อยืดก่อนที่จะปล่อยมันในภายหลังในการกระโดดเพื่อสร้างพลังมากกว่า 15 เท่าของกล้ามเนื้อคนเดียวพวกเขาเพิ่ม

สร้างหุ่นยนต์

การแปลหลักการนี้เป็นระบบหุ่นยนต์จำเป็นต้องมีการแก้ไขบางอย่าง Haldane กล่าว -7 เทคโนโลยีที่ได้รับแรงบันดาลใจจากสัตว์เย็น-

“ เมื่อคุณทำวิศวกรรมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพคุณต้องทำให้สิ่งที่คุณเห็นในธรรมชาติง่ายขึ้นอย่างมากและหาหลักการพื้นฐานของสิ่งที่เกิดขึ้น” เขากล่าว

ในสถานที่ของเอ็นเอ็น Salto The Robot มีสปริงน้ำยางที่เชื่อมต่อกับมอเตอร์ซึ่งสามารถบิดเพื่อเก็บพลังงาน การกำหนดค่าของแถบแปดแถบที่ประกอบขึ้นเป็นขาของหุ่นยนต์หมายความว่าการใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงเมื่อหุ่นยนต์เคลื่อนที่ผ่านการเคลื่อนไหวกระโดด

ที่จุดเริ่มต้นของการกระโดดในขณะที่หุ่นยนต์อยู่ในซุปเปอร์โลว์หมอบคลานมีเลเวอเรจเล็กน้อยดังนั้นพลังจากมอเตอร์จะเข้าสู่ฤดูใบไม้ผลิแทนที่จะผลักออกจากพื้นดิน เมื่อขาของ Salto ขยายออกไปการใช้ประโยชน์จะเพิ่มขึ้นทำให้มันดันออกจากพื้นดินและปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ในฤดูใบไม้ผลิตามรายงานของนักวิจัย

"ชะแลงให้แขนคันโยกให้คุณสร้างแรงดึงขนาดใหญ่โดยใช้กำลังขนาดเล็กที่จุดสิ้นสุดของคันโยก- มันเป็นตัวคูณแรง "ผู้เขียนการศึกษา Mark Plecnik นักวิชาการหลังปริญญาเอกที่ UC Berkeley กล่าว" นี่เป็นเหมือนการใช้ชะแลงที่เติบโตและหดตัวในขณะที่คุณกำลังผลักดันมัน "

เซ็นเซอร์บนหุ่นยนต์ช่วยให้สามารถติดตามมุมร่างกายตำแหน่งขาและตำแหน่งมอเตอร์ทำให้หุ่นยนต์ปรับมุมในเที่ยวบินโดยใช้หางที่มีน้ำหนัก

การใช้ในอนาคต

Auke Jan Ijspeert ผู้เป็นผู้นำห้องปฏิบัติการ Biorobotics ที่ Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne ในสวิตเซอร์แลนด์ยกย่องนวัตกรรมของกลุ่ม

“ ความสามารถในการต่อสู้กับแรงโน้มถ่วงเป็นปัญหาใหญ่เสมอสำหรับสัตว์บกและหุ่นยนต์, "IJSpeert บอกกับ Live Science" ระบบดังกล่าวอาจเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานในหุ่นยนต์ภาคสนามเช่นสำหรับการค้นหาและช่วยเหลือการตรวจสอบมลพิษการตรวจสอบหรือการเกษตร "

ทีมวิจัยที่ออกแบบ Salto หวังว่าตัวชี้วัดแนวตั้งของพวกเขาจะช่วยนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ที่กำลังศึกษาสัตว์กระโดดได้ Ron Fearing ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่ UC Berkeley ผู้ดูแลการวิจัย

โทมัสโรเบิร์ตส์ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยบราวน์ที่เชี่ยวชาญด้านชีวกลศาสตร์คิดว่ามันจะ แต่เขาก็คิดว่าเทคโนโลยีนั้นมีความสำคัญต่อนักชีววิทยา

“ นี่เป็นตัวอย่างที่ดีของการออกแบบวิศวกรรมที่ได้รับแรงบันดาลใจทางชีวภาพสามารถช่วยเราสร้างอุปกรณ์ใหม่ ๆ ได้อย่างไร แต่ยังแจ้งความเข้าใจเกี่ยวกับชีววิทยาของเราด้วย” เขากล่าวกับวิทยาศาสตร์การใช้ชีวิต

“ ในชีววิทยาเราสามารถศึกษาสัตว์ที่มีอยู่เท่านั้นและโดยทั่วไปเราคิดว่าระบบในธรรมชาติทำงานได้ดี” โรเบิร์ตส์กล่าว "Roboticists สามารถทดสอบสมมติฐานนี้ได้โดยการสร้างกลไกที่คล้ายกับระบบชีวภาพ แต่ออกไปในรูปแบบที่สำคัญ"

การศึกษาใหม่ได้รับการตีพิมพ์ในวันนี้ (6 ธันวาคม) ในฉบับเปิดตัวของวารสารวิทยาศาสตร์หุ่นยนต์-

บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-