Egy 20 lábú robot, amelyet a tengeri sün ihletett, forradalmasíthatja a robotika jövőjét. A Duke Egyetem kutatói által kifejlesztett Argus nevű gép képes falakra mászni, fákon átkelni és szinte bármilyen terepen egyensúlyozni.
A kutatók évtizedekig a természetből merítettek ihletet, amikor robotokat építettek, legyen szó emberekről, kutyákról vagy rovarokról másolt formákról. Egy friss kutatás azonban azt sugallja, hogy a leghasznosabb robotforma nem egy ismert állatra, hanem sokkal inkább egy tengeri sünre hasonlít. Az Argus nevű masina 20 teleszkópos lábbal rendelkezik, amelyek egy központi testből sugároznak ki, és mindegyik láb végén egy mélységérzékelő kamera található.
A robotnak nincs eleje vagy hátulja, így bármely irányba képes elmozdulni anélkül, hogy először pozícionálnia kellene magát. A tervezés lehetővé teszi, hogy a gép stabil maradjon még akkor is, ha meglökik, képes legyen átkelni egyenetlen terepen, akár 4,5 kilogrammos terhet is szállítson, sőt, falakra is felmásszon. A kutatók a robotot Argusnak nevezték el, a görög mitológia mindent látó szörnyetegére utalva.
A szimmetria ereje a robotikában
A csapat több mint 1500 szimulációt futtatott le különböző robotformákról, mielőtt az Argus végső dizájnját megalkotta. Ahelyett, hogy azt kérdezték volna, melyik állatra hasonlítson a gép, arra összpontosítottak, hogy mennyire lehet szimmetrikus egy szerkezet minden irányban. Ezt a matematikai koncepciót dinamikus izotrópiának nevezik, amely 0-tól 1-ig terjedő skálán méri, hogy egy robot milyen egyenletesen képes gyorsítani a testét minden irányban.
Az 1-es pontszám azt jelentené, hogy a robot szinte azonos módon tud reagálni vagy mozogni bármely irányba. A legtöbb mai robot, beleértve a fejlett négylábúakat, humanoidokat és hagyományos drónokat, 0,6 alatti pontszámot ér el, ami azt jelenti, hogy bizonyos irányokba jobban mozognak, mint másokba. Az Argus 20 lábával 0,91-es pontszámot ért el, ami közel van az elméleti maximumhoz.
A magas pontszám eléréséhez a csapat a robot testét egy szabályos dodekaéder, egy 12 ötszögletű lapból álló háromdimenziós forma köré rendezte. Ez az elrendezés szinte egyenletes látómezőt biztosít a robot számára, és lehetővé teszi, hogy anélkül mozogjon, hogy a hagyományos robotokhoz hasonlóan tájékozódnia kellene. A kutatók szerint a robotoknak nem kell utánozniuk az embereket vagy a kutyákat ahhoz, hogy mozgékonyabbá váljanak.
Valós környezetben is megállja a helyét
Annak tesztelésére, hogy az Argus dizájnja valóban optimális-e, a csapat kivitte a robotot a Duke Egyetem campusára, ahol betonon, füvön, sűrű növényzeten, lágy homokon, nedves felületeken és fakérgen is gurult. A gép sikeresen vette az akár 12,7 centiméter magas akadályokat is, és még akkor is tovább mozgott, amikor három lába eltört. Emellett képes volt eltolni egy 1 méteres kockát is gurulás közben.
Az Argus egy koncepció bizonyítéka, nem pedig a végső válasz az optimális robottervezésre. A kutatók hangsúlyozzák, hogy a gép tágabb jelentősége abban rejlik, ahogyan megtervezték, nem pedig abban, hogy hol vagy hogyan lehet használni a valós életben. Ez a matematikai megközelítés lehetővé teszi a különböző robotformák összehasonlítását és új formai tényezők megtervezését a semmiből.
A kutatás rávilágít arra, hogy a dinamikus szimmetriára való tervezés nem csupán elméleti érdekesség. Olyan robotot eredményez, amelyet a vadonban, egyenetlen talajon, sűrű növényzetben, sőt még alacsony gravitációs környezetben is be lehet vetni. Ez a felfedezés alapjaiban változtathatja meg a robotika jövőjét, és új lehetőségeket nyithat meg a sokoldalúbb gépek fejlesztésében.
© Duke University
Forrás: LiveScience.com ↗̱
