Forbedring af den lodrette mobilitet af den seksbenede robot RHex ved hjælp af mikrospiner

Et team af forskere ved Carnegie Mellon University har for nylig foreslået en metode til at forbedre den vertikale mobilitet af en berømt hexapod-robot. Deres tilgang, præsenteret i et papir, der er forududgivet på arXiv, indebærer tilføjelse af mikrospines til RHex, en eksisterende kakerlak-inspireret robotplatform designet til at navigere i ustrukturerede miljøer med relativt høj hastighed.

Selvom det er sjældent, mikrospines er tidligere blevet undersøgt af forskere ved andre institutioner og organisationer. I deres arbejde, holdet hos Carnagie Mellon hentede inspiration fra arbejdet fra andre hold hos Stanfords Biomimetics and Dexterous Manipulation Lab og NASA-JPLs Extreme Environment Robotics-gruppe.

"Dette arbejde startede som et semesterlangt projekt for professor Aaron Johnsons Robot Design and Experimentation -klasse på CMU, "Matt Martone, en af ​​de forskere, der har udført undersøgelsen, fortalte TechXplore. "Mange af teammedlemmerne har arbejdet i Robomechanics Lab med X-RHex, en enkel, men robust robot, der kan krydse næsten ethvert ujævnt terræn. Imidlertid, X-RHex hindres af stejle skråninger og lodrette vægge, så vores team besluttede at forbedre dets klatringsevne ved at tilføje mikrospine fødder og designe en lettere krop. "

Den nye version af RHex foreslået af Martone og hans kolleger, kaldet T-RHex, er forstærket med mikrospine fødder, der gør den ideel til at bestige naturlige overflader. Disse mikrospine fødder bruger snesevis af små kroge til at fange på millimeter-skala overflade uregelmæssigheder på vægge, klæber og lader robotten klatre op på en række forskellige overflader. Disse mikrorygsøjler fungerer rigtig godt på ru stenede overflader, beton- og tegloverflader, samt blødere overflader, såsom træ, da alle disse har masser af 'fangstpunkter', der typisk omtales som skævheder.

"Andre klatretilgange såsom gekkoklæbemiddel og sugekopper er bedre til glas eller poleret metal, men ville fejle på naturlige overflader, som er mere realistiske for brugen af ​​vores robot, "Forklarede Martone." Ved at tilføje mikrospines på bagsiden af ​​robotens fødder, vi lader dens fremadgående bevægelse på jorden upåvirket, bruge en specialdesignet baglæns bevægelse til at klatre."

Forskerne evaluerede deres opgraderede RHex-platform i en række eksperimenter på tre overfladetyper:kork, mursten og krydsfiner. De fandt ud af, at T-RHex var i stand til statisk at hænge på skråninger op til 135° fra vandret (45° udhæng) og stige op på skråninger op til 55° uden tab af jordens mobilitet.

"Vores team var virkelig begejstret over evnen til at klamre sig til udhæng på op til 45°, men praktisk talt det vigtigste resultat er den stejle stigning, " sagde Martone. "Vores arbejde med at designe disse fødder og det klatrende fodfaldsmønster er direkte anvendeligt til andre RHex-type robotter, som vil udvide de typer terræn, de ville være i stand til at erobre."

I løbet af de sidste to årtier, undersøgelser udført på forskellige universiteter verden over har betydeligt forbedret RHex -platformen, muliggør funktioner som at køre, hoppe, og trappegang. I deres nylige undersøgelse, Martone og hans kolleger tilføjede til denne pulje af forskning ved at forbedre robottens vertikale mobilitet og dermed dens klatreevner. Ifølge forskerne, RHex kan snart overvinde endnu større forhindringer, og dette kan tillade dens indsættelse som en rekognosceringsrobot, system til levering af nyttelast, eller endda en dyrelivsobservatør.

"Vi fokuserer nu på at forbedre bevægelsen T-RHex bruger til at klatre for endelig at opnå en fuldstændig lodret opstigning, " sagde Martone. "Vi ønsker også at gentage yderligere på bendesignet for at være mere fleksibelt og holdbart for at muliggøre jordsprint."

© 2019 Science X Network