Hærens projekt udvikler agile spejderrobotter

I et forskningsprojekt for den amerikanske hær, forskere ved University of California, Berkeley udviklede en agil robot, kaldet Salto, der ligner en Star Wars Imperial walker i miniature og måske kan hjælpe med spejder- og eftersøgnings- og redningsoperationer.

Robotter som denne kan en dag bruges til at redde liv både for krigsmænd og civile, sagde forskere.

Topper på mindre end en fod, Salto, som står for saltatorisk (spring som en græshoppe) bevægelse på terrænhindringer, har nu et sofistikeret kontrolsystem, der gør det muligt at mestre stadig mere komplekse opgaver, som at hoppe på plads, at navigere i en forhindringsbane eller følge et mål i bevægelse, alt styret med en radiocontroller.

I 2016 forskerholdet demonstrerede, hvordan Salto kunne tage et spring og derefter straks springe højere ved at rikochettere fra en væg, hvilket gør den til verdens mest lodret smidige robot - springer i mere end tre gange sin højde.

Med sine nye muligheder, forskerne håber, at Salto vil drive udviklingen af ​​små, smidige robotter, der kunne springe gennem murbrokker for at hjælpe med søg-og-redning og andre militære missioner.

"Det fysiske miljø, hæren opererer i, er meget uregelmæssigt, rodet, og ændrer sig konstant, sagde Dr. Samuel Stanton, programleder ved Hærens Forskningskontor, et element af U.S. Army Combat Capability Development Command's Army Research Laboratory. "Den videnskab, der ligger til grund for fremskridtene, er kritisk for at opnå den ønskede mobilitet, hastighed af handling, og generering af situationsbevidsthed, der er nødvendig for fremtidige hæroperationer."

Forskergruppen beskrev robotens nye færdigheder på den internationale konference om robotteknologi og automatisering i Montreal den 21. maj 2019.

"Små robotter er virkelig gode til mange ting, som at løbe rundt på steder, hvor større robotter eller mennesker ikke kan få plads. For eksempel, i et katastrofscenario, hvor folk kan være fanget under murbrokker, robotter kan være virkelig nyttige til at finde personerne på en måde, der ikke er farlig for redningsfolk og måske endda er hurtigere, end redningsfolk kunne have gjort uden hjælp, "sagde UC Berkeley robotikstuderende Justin Yim." Vi ville have, at Salto ikke kun var lille, men også i stand til at hoppe rigtig højt og virkelig hurtigt, så den kunne navigere i disse svære steder."

Yim arbejder med Ronald Fearing, en professor i elektroteknik og datalogi ved UC Berkeley, hvis Biomimetic Millisystems Lab udforsker, hvordan mekanikken i dyrebevægelser kan anvendes til at skabe mere adrætte robotter.

Fearings laboratorium er kendt for at bygge insekt-inspirerede robotter, der sikkert kan kravle hen over vanskelige overflader, der er for glatte eller for ru til, at en robot med hjul kan navigere.

Saltos single, kraftfulde ben er modelleret efter galagoens, eller senegalesisk bush baby. Den lille, Trælevende primaters muskler og sener lagrer energi på en måde, der giver sprøjtevæsenet mulighed for at samle flere hop i løbet af få sekunder. Ved at forbinde en række hurtige hop, Salto kan også navigere i komplekst terræn - som en bunke affald - der måske er umuligt at krydse uden at hoppe eller flyve.

"I modsætning til en græshoppe eller cricket, der vinder op og giver et spring, vi ser på en mekanisme, hvor den kan hoppe, hoppe, hoppe, hoppe, "Frygt sagde." Dette giver vores robot mulighed for at hoppe fra sted til sted, hvilket så giver den mulighed for midlertidigt at lande på overflader, som vi måske ikke kan sidde på."

Yim har også udstyret Salto med ny teknologi, der gør det muligt for den at mærke sin egen krop, fortæller den hvilken vinkel den peger og bøjningen af ​​dens ben. Uden disse evner, Salto har været indespærret i et værelse i en af ​​Berkeleys ingeniørbygninger, hvor motion capture -kameraer sporer dens nøjagtige vinkel og position og sender disse data tilbage til en computer, som hurtigt knuser tallene for at fortælle Salto, hvordan han skal vinkle sig til sit næste spring.

Nu hvor Salto har en følelse af sig selv og sin egen bevægelse, robotten kan foretage disse beregninger for sig selv, giver Yim mulighed for at tage robotten udenfor og bruge et joystick og en radiocontroller til at fortælle den, hvor den skal hen.

"Ved at forstå den måde, som denne dynamik fungerer for Salto, med sin masse og størrelse, så kan vi udvide den samme type forståelse til andre systemer, og vi kunne bygge andre robotter, der er større eller mindre eller anderledes formede eller vægtede, "Sagde Yim.

I fremtiden, Fearing håber at fortsætte med at udforske mulighederne for hoppende robotter.

"Denne hærinvestering udvider den nuværende state of the art for mobilitet til små jordrobotter ud over, hvad der i øjeblikket er muligt gennem traditionel hjul- og bæltebevægelse, som er stærkt begrænset i komplekst tredimensionelt terræn, "sagde Dr. Brett Piekarski, Direktoratet for køretøjsteknologi, ARL. "Disse fremskridt vil informere og vejlede vores forskere i Army Research Laboratory, da de fortsætter med at udvikle innovative løsninger til robotaktivering og mobilitet og vil muliggøre smidige robotter, der kan gå hvor som helst en soldat kan og videre. Denne forskning bringer os et skridt tættere på at levere vores krigsførere med effektive ubemandede systemer, der kan indsættes i felten."