Последние достижения в области робототехники открыли новые захватывающие возможности для исследования труднопроходимых мест, которые раньше с трудом преодолевали даже самые совершенные роботы. Ярким примером такой эволюции является появление прыгающих роботов, которые способны преодолевать вертикальные препятствия с поразительной эффективностью. Эти инновационные машины могут не только произвести революцию в исследовании пещер и лесов на Земле, но и сыграть решающую роль в открытии нашей Солнечной системы и других регионов.
Переопределяя пределы
За этим прорывом стоит гениальная конструкция, сочетающая в себе точную механику и биомиметические принципы. В отличие от обычных роботов, оснащенных колесами или ногами, прыгающие роботы используют растягивающиеся пружины для преобразования упругой энергии в кинетическую, что позволяет роботу подниматься на головокружительную высоту.
Эта концепция, вдохновленная прыжковыми способностями насекомых, таких как блохи и саранча, обеспечивает максимальную энергоэффективность и необычайную производительность, как показано в новой работе.
Исследователи из Манчестерского университета сделали значительный шаг вперед, продемонстрировав способность робота высотой всего 40 см подпрыгивать в воздух более чем на 1,6 метра. Эта демонстрация предназначена в первую очередь для того, чтобы проиллюстрировать концепцию. Однако она показывает огромный потенциал этой технологии, когда она будет разработана в более широком масштабе.
В основе этого технического достижения лежат специально разработанные призматические ноги, которые имитируют прямолинейное движение палки для прыжков, обеспечивая прямую тягу вверх. Такой подход позволяет избежать неэффективности предыдущих конструкций, когда преждевременный или запоздалый взлет ограничивал высоту и эффективность прыжков.
Дизайн робота был определен благодаря «сочетанию математики, компьютерного моделирования и лабораторных экспериментов», объясняют ученые.
Области применения и будущие последствия
Потенциальные возможности применения прыгающих роботов обширны и разнообразны. На Земле эти машины могли бы исследовать экстремальные среды, например пещерные системы, недоступные для обычных роботов. Их способность преодолевать значительные вертикальные препятствия также открывает возможности для спасательных и исследовательских миссий в районах, подверженных стихийным бедствиям или опасных для человека.
Более того, самое многообещающее влияние прыгающие роботы могут оказать в освоении космоса. Представьте себе робота, способного прыгать на Луну на расстояние до 200 метров, преодолевая ограничения колесных или ножных транспортных средств на неровной и каменистой местности. Такая повышенная маневренность может произвести революцию в сборе лунных образцов или строительстве баз на других планетах, где способность преодолевать крутой рельеф имеет решающее значение.
Таким образом, эти прыгающие роботы представляют собой значительный прогресс в области космической и наземной робототехники. Несмотря на сохраняющиеся технические проблемы, особенно в части точного контроля над прыжком и максимального использования кинетической энергии, последние достижения указывают на многообещающее будущее этой инновационной технологии.
По мере продолжения исследований и появления новых итераций роботов-прыгунов, вполне вероятно, что их использование станет широко распространенным в амбициозных космических миссиях и различных наземных приложениях.
Подробности исследования опубликованы в журнале Mechanism and Machine Theory.
