Hvordan man bygger en robot, der efterligner dyrs bevægelser - og hvorfor du gerne vil

Fra at glide og gå til at flyve eller svømme, dyr er i stand til at bevæge sig og interagere med deres omgivelser med relativ lethed. Imidlertid, at bygge en robot med de samme egenskaber er meget vanskeligere.

"Robotikere ser med stor misundelse på væsner i den naturlige verden, " sagde Satyandra "S.K." Gupta, som har et Smith International Professorship i Mechanical Engineering ved USC Viterbi School of Engineering.

"At hente inspiration fra naturen giver nye muligheder for at realisere nye robotter. Som sådan, bio-inspireret robotik er opstået som en vigtig specialisering inden for robotteknologi, " sagde Gupta, associeret afdelingsformand for Institut for Luft- og rumfart og Maskinteknik og direktør for Center for Avanceret Produktion.

Ved at efterligne naturlige bevægelser, disse væsenlignende robotter kan gå, hvor traditionelle robotter ikke kan, såsom det vanskelige terræn på katastrofesteder. De kan bruges til at redde liv, forbedre sikkerheden eller udforske fjerntliggende steder. Ud over, tilpasning af biologiske egenskaber kan føre til mere robuste eller energieffektive robotter.

Robotter, der efterligner dyr:nye muligheder

I "Biologisk inspireret robotik, "et bachelorkursus undervist af Gupta, studerende kiggede på naturen efter nye muligheder inden for robotdesign. Efter at have lært om det grundlæggende i traditionel robotteknologi og rollen af ​​biologisk inspireret design, eleverne fik til opgave at bygge og programmere deres helt egen robot baseret på dyrs bevægelser.

Daiming Yang, Chenchen Huang og Shijing Lu valgte at bygge en firbenet robot, der efterligner en kats bevægelse.

I modsætning til hunde eller heste, katte går med deres forben bøjet fremad i stedet for bagud, som kan skabe "singulariteter" i robotbevægelsesanalyse, sagde Yang.

Et andet hold valgte at skabe en robot, der gik sidelæns som en krabbe.

"Vores team forsøgte at fange den passivt stabile dynamik [serie af fald], som krabber laver, når de går langsomt, " sagde Pamela Denny, hvis holdkammerater omfattede Mary Bessell og Yan Zhang. "Den sværeste opgave var at sætte robotten sammen og fjerne al friktionen fra leddene. Dette var en meget detaljeret og kompleks opgave, da der var 12 led at sætte, justere og justere."

I slutningen af ​​april, de ni hold præsenterede deres projekter for klassen og demonstrerede deres robots unikke evner. Ved at gå, kravle eller sideskridt, hver robot kørte ned ad et spor, der er 30 gange længere end længden af ​​dens krop, betegner succesen med en semesterlang indsats.

"Vores team var så glade for at skabe en krabbe, der faktisk fungerede, " sagde Denny. "Det var meget sjovt, og jeg kan varmt anbefale klassen."