Spiralni mekani robot bez točkova može da se kreće pouzdano u svim pravcima

Tokom prethodnih decenija, robotičari su predstavili širok spektar sistema koji mogu da se kreću u raznim složenim sredinama, uključujući različite terene, na tlu, u vazduhu i čak u vodi. Radi bezbednog kretanja u dinamičnim sredinama stvarnog sveta bez sudara sa ljudima ili obližnjim objektima, većina robota se oslanja na senzore i kamere.

Istraživači sa kineskog Univerziteta Cinhua su nedavno napravili Verbota (WHERE-Bot), novog mekanog robota bez točkova, tj. fleksibilnog robota koji se kreće izvrćući svoju telesnu strukturu – u nestrukturiranim sredinama bez upotrebe senzora za detekciju prepreka. Ovaj robot, koji treba da bude predstavljen na 8. Međunarodnoj konferenciji o mekanoj robotici (RoboSoft) u aprilu, koristi svoju specifičnu spiralnu strukturu da se kreće u svim pravcima.

Preporučujemo

Dok su se jednom prilikom igrali sa spiralnom opružnom igračkom Slinki tokom sastanka u laboratoriji, istraživači su se zapitali šta bi bilo kad bi spojili prednji i zadnji kraj igračke. Spajanje dva kraja bi moglo beskrajno izvrnuti oprugu proizvodeći fascinantan obojeni tok. Zapitali su se kako bi se takva spirala – možda sa nekim modifikacijama – ponašala u različitim okruženjima: na tlu, u cevi, pod vodom, na pesku i čak u vazduhu.

Istraživači su prvo ispitali osnovna strukturna i kinetička svojstva spiralnih prstenova, cirkularnih struktura sa oblikom nalik spirali, pokušavajući takođe da razumeju kako se kreću po tlu. To je dovelo do razvoja Verbota, robota na bazi spiralnih prstenova koji može da se izvrne, krećući se na iznenađujuće načine.

Na prvi pogled, ne znate gde će robot krenuti. Ako ga uzmete u ruke, možete da vidite samo motor koji rotira spiralni prsten. Međutim, kad prsten dodirne tlo, neizbalansirana distribucija mase proizvodi asimetričnu distribuciju frikcije, navodeći robota da se samorotira i kreće u pravcu teže strane. Rezultat je orbitirajuće ponašanje po cirkularnoj putanji.

Specifična odlika Verbota jeste da su njegovi kapaciteti kretanja u svim pravcima inherentni njegovim mehaničkim strukturama. Stoga se može pouzdano kretati u nepredvidljivim sredinama, bez oslanjanja na senzore za detektovanje obližnjih objekata i planiranje narednih pokreta.

„Uspešno smo transformisali jednostavnu igračku u mobilnog robota sa izuzetnim kinematičkim svojstvima“, kažu istraživači. „Baš kao neki gmizavac koji brzo misli, kad robot naiđe na prepreku, njegova opruga se izvrne kako bi se povukao, obezbeđujući bezbedno i pouzdano kretanje bez zaglavljivanja. Ovo okretno ponašanje omogućava mu ne samo da istražuje granice nepoznatih terena, već i uzbudljive praktične primene“.

Robot bi uskoro mogao biti unapređen u cilju proširenja kapaciteta i kretanja u raznovrsnijim sredinama. U budućnosti bi mogao imati širok spektar primena. Na primer, u pomaganju da se daljinski odredi oblik pećina ili drugih podzemnih sredina, raskopavanju peščanih terena radi otkrivanja skrivenih struktura, inspekciji cevi ili čak dizajniranju novih autodromskih kola za sudaranje u svim pravcima ili drugih rekreativnih robotskih sistema.

„Planiramo rad na povećanju otpornosti i raznovrsnosti Verbota. Trenutno je opruga napravljena od plastike, koja je podložna lomljenju usled znatne deformacije. Ispitaćemo snažnije materijale kako bismo konstruisali otporniju verziju za kompleksne terene“, kažu istraživači.

Osim toga, u planu je unapređenje dizajna putem integracije funkcionalnih elemenata – poput obloga sa velikim koeficijentom trenja, propelera i šiljaka – radi daljeg ispitivanja i proširenja sposobnosti kretanja u raznim sredinama.

(Telegraf Nauka/TechXplore)