Modboat:En lavpris vandrobot med en enkelt motor

Forskere ved University of Pennsylvanias GRASP Laboratory har for nylig designet Modboat, en robotbåd, der kunne bruges til at overvåge oceaner eller udføre marine operationer. Denne billige vandrobot, præsenteret i et papir, der er forududgivet på arXiv, kan svømme i vandet ved hjælp af en enkelt motor.

"Den oprindelige idé til dette projekt kom fra et papir fra 2015 skrevet af et team på Technion, i Israel, "Gedaliah Knizhnik, en af ​​de forskere, der har udført undersøgelsen, fortalte TechXplore. "Mit laboratorium, som udforsker billig robotteknologi, hoppede på ideen. Vi havde nogle tidligere erfaringer med vandrobotter, så dette var en fantastisk chance for at udvide det."

Det langsigtede mål med forskningen udført af Knizhnik og hans kolleger ved University of Pennsylvania er at skabe sværme af billige robotbåde, der kan udføre opgaver som et team, frem for individuelt. Deres nylige undersøgelse er et første skridt i denne retning, introducerer designet til en akvatisk robot, der er både effektiv og overkommelig.

Modboat, robotten skabt af forskerne, er ret simpelt, alligevel kan den bevæge sig effektivt rundt i vandet. Robotten har en hoveddel og to svømmefødder. Den bevæger sig ved hjælp af en enkelt motor, der svinger sin krop frem og tilbage, lader den padle og bevæge sig fremad i vandet.

Robotten kan styres i en bestemt retning ved at justere den hastighed, hvormed motoren svinger sin krop til venstre eller højre, og hvor hårdt hver af sine svømmere padler. I modsætning til robotten udviklet på Technion, som forskerne hentede inspiration fra, Modboats unikke design gør det også muligt at fungere godt i teams.

"Vores robot er ikke så god en svømmer som nogle andre robotter, men dette design er unikt ved, at det kun bruger én motor, når standardkonventionen dikterer, har du brug for mindst to, Knizhnik forklarede. "Dette gør robotten billig at fremstille, så vi kan bygge mange af dem og kompensere for dens svagere svømmepræstation."

Forskerne evaluerede deres robot i en række eksperimenter og fandt ud af, at selvom den yder betydeligt godt, den kæmper for at svømme i lige linje. Grunden til dette er, at den har en høj følsomhed over for, hvordan dens centermasse er placeret.

Denne følsomhed stammer fra den ikke-nul rullevinkel, som den forskudte masse inducerer på robotten, hvilket igen øger asymmetrierne i fremdriften af ​​dens individuelle svømmefødder. Mod slutningen af ​​deres papir, forskerne foreslår en alternativ designstrategi, der kan mindske denne følsomhed over for brugbare niveauer.

"At gøre robotter til en overkommelig pris er, hvordan vi får dem ind i mainstream, men overkommelige robotter er ofte mindre dygtige end deres dyre modstykker, "Knizhnik sagde." I denne undersøgelse har vi vist, hvordan vi kan tage et unikt designprincip og justere det for at gøre det praktisk - i dette tilfælde ved at lette denne robots evne til at arbejde i teams. Det gør de ikke lige endnu, men vi har gjort det forberedende arbejde."

Mens den billige akvatiske robot introduceret af dette team af forskere er meget lovende, dets design mangler stadig at blive forbedret, før det kan implementeres i stor skala. I fremtiden, imidlertid, det kunne bane vejen for oprettelsen af ​​automatiske robotbåde til en overkommelig pris, der kan indsættes i flåder, at fuldføre missioner til søs hurtigere og mere effektivt.

"Nu hvor vi har vist, at dette design kan fungere og svømme rimeligt godt, vi skal faktisk få den til at svømme, hvor vi vil, Knizhnik tilføjede. "Vi arbejder på at få det til at følge specificerede stier, så vi kan bruge det til sensorplacering, måling, etc."

© 2020 Science X Network