Механический гепард: энергоэффективный робот будущегов закладки. Робот гепард
Создан робот-гепард, который в скорости не уступает своему природному собрату
-
Hi-News.ru
- Темы
- Роботы
- Создан робот-гепард, который в скорости не уступает своему природному собрату
Как известно, гепард — это самое быстрое животное на нашей планете. И создатели роботов, все чаще черпающие свои идеи у самой природы, не могли обойти этого бегуна стороной. Уже неоднократно предпринимались попытки создать роботизированного гепарда, но недавно была представлена еще одна разработка в этой области. Новый робот-гепард при этом не просто подражает движениям животного, но и является крайне энергоэффективным.
За созданием робота стоит ученый из Нидерландов по имени Гирт Фолькертзм из университета Твенте. Сам робот имеет длину 30 сантиметров, а основным элементом конструкции является что-то вроде спинного хребта, который у животного выполняет роль пружины, накапливающей и использующей энергию при беге. Весит робот-гепард 2,5 килограмма, что примерно в 20 раз меньше веса животного. Если представить, что роботизорованная модель была бы размером с гепарда, то с учетом размеров она в процессе бега расходовала бы всего на 15 % больше энергии, чем живое существо, что является очень хорошим показателем.
Конструкция модели была разработана после просмотра и анализа большого количества видеороликов, на которых сняты бегущие животные. Первая версия робота была смоделирована таким образом, чтобы максимально скопировать скелеты и суставы животного, однако впоследствии от этой идеи пришлось отказаться в пользу более простых и эффективных пружинных механизмов. Сейчас робот уже способен бегать со скоростью 20 километров в час, что соответствует соотношению размера робота и животного, но в будущем при помощи ряда модификаций исследователи обещают еще больше нарастить скорость. Как заявляют сами создатели робота,
«Наше изобретение не имеет аналогов. Нам удалось создать пружинный аналог спинного хребта, не прибегая к большим сложностям в виде использования сегментов и аналогов межпозвоночных дисков. Именно этот элемент и отличает нашего робота от множества других роботов с четырьмя конечностями. Как можно ожидать от самого быстрого животного на Земле, гепард использует энергию своих мышц с самой высокой эффективностью. Нам удалось создать робота, который действует аналогичным образом. И теперь все использованные нами принципы можно будет использовать для создания больших роботов, которые будут столь же быстры и эффективны».
Создан робот-гепард, который в скорости не уступает своему природному собрату Владимир КузнецовВысший разум рекомендует:
Робот-гепард научился на бегу перепрыгивать преграды
Cheetah становится всё больше похожим на полноценное живое существо.Инженеры Массачусетского технологического института отчитались о своём новом достижении в робототехнике. Их четырёхногий робот Cheetah, созданный по образу и подобию настоящего гепарда, научился перепрыгивать препятствия на бегу и умело приземляться обратно на землю. Со стороны это выглядит просто невероятно, учитывая, что несколько лет назад такое и представить было трудно. Ранее этот же робот побил рекорд скорости, установленный ямайским бегуном Усэйном Болтом, разогнавшись до 45,5 километров в час, пишет интернет-издание Хроника.инфо со ссылкой на hi-news.ru.
Робот научился автономно перепрыгивать препятствия высотой в 40 сантиметров. Чтобы добиться этого, учёным пришлось снабдить его лазерной системой LIDAR, при помощи которой Cheetah видит препятствия на своём пути и принимает решение преодолеть их. Робот в реальном времени рассчитывает, какое усилие нужно приложить к своим конечностям для того, чтобы перепрыгнуть преграду, а затем приземлиться обратно на поверхность.
Читайте также: Brillo – новая операционная система от Google для «Интернет вещей»
Но от слов перейдём к видео. В ролике чуть ниже вы можете увидеть всё своими собственными глазами. Cheetah становится всё больше похожим на полноценное живое существо, а учёным из MIT и Boston Dynamics можно только поаплодировать и пожелать удачи в их дальнейших разработках.
Если вы нашли ошибку в тексте, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter
hronika.info
Робот-гепард научился прыгать через барьер — National Geographic Россия
-
Фото: Massachusetts Institute of Technology (MIT)/YouTube
Робот был оснащен лазерным сенсором, позволяющим проводить оценку окружающей обстановки. В частности, его помощью «чита» оценивал дистанцию до препятствия и его высоту. Получив необходимые параметры, робот подстраивал ширину своего шага, чтобы оказаться в оптимальной позиции для совершения прыжка. Затем специальный алгоритм рассчитывал силу толчка, который должны были совершить ноги машины.
Инженеры MIT провели две экспериментальных серии: на беговой дорожке и на закрытом треке. В первом случае роботу-гепарду удалось успешно преодолеть 70% препятствий; во втором — 90%. Разница объясняется тем, что длина беговой дорожки составляла всего четыре метра — у «читы» был всего один метр для того, чтобы провести необходимые расчеты.
Узнайте, как роботов научат сердиться; посмотрите, как робот-хирург филигранно зашил виноградину.
Механический гепард: энергоэффективный робот будущего
Фолкерцма объясняет, что, как и следует ожидать от самого быстрого наземного животного, гепард расходует свою энергию очень эффективно. По словам инженера, он хотел создать робота, который использует те же принципы, что дало бы знания и опыт, необходимые для создания нового поколения более совершенных машин. Роботы играют все более важную роль в повседневной жизни, а потому скорость и характер их движения чрезвычайно важны для нормального контакта с социумом. Как отмечает сам ученый, его персональный робот-пылесос даже не может справиться с высоким порогом или же самостоятельно подняться на лестнице, а потому его функционал сильно ограничен. Новые роботы должны уметь передвигаться полностью автономно и как можно реже испытывать проблемы с перемещением, а потому гепард — идеальный кандидат для исследований.
Как правило, ходячие роботы отличаются большими размерами и тем, что тратят на выполнение базовой механики передвижения очень много энергии, в то время как дикие кошки движутся плавно и быстро. Фолкерцма изучил множество видеозаписей движения гепардов и использовал специальное ПО для анализа работы различных групп мышц. Главным преимуществом животного оказался позвоночник, позволяющий не только быстро бегать, но также совершать огромные прыжки. «Основное различие между существующими роботами-шагоходами и моим роботом-гепардом в том, что мы подражаем природе без излишнего усложнения: вместо позвонков и межпозвонковых дисков моя команда использовала особые пружины, которые давали тот же эффект», пояснил ученый.
Прототип весит 2,5 кг, а его длина равна 30 см, что в двадцать раз легче и в четыре раза меньше настоящего гепарда. Принимая во внимание разницу в весе, робот перемещается, используя всего на 15% больше энергии, чем животное и в настоящее время может развивать скорость до 1 км/час. По словам Фолкерцма, для того, чтобы сделать робота быстрее, необходимо провести больше исследований и усложнить конструкцию. В будущем он сможет разгоняться до 20 км/ч. Сейчас ученый работает над новыми роботизированными лапами, которые позволят прототипу стать на порядок быстрее и придадут ему дополнительную устойчивость.
zhizninauka.info
Робот-гепард установил мировой рекорд скорости бега
В США построен и испытан первый прототип кибернетического гепарда, заказанный военными год назад. Внешне он не слишком напоминает живой прообраз, но зато является самым быстрым на Земле роботом с ногами.
Рекордсмена по имени Cheetah построила компания Boston Dynamics по заказу пентагоновского агентства передовых оборонных исследований DARPA.
На недавних испытаниях аппарат развил 18 миль в час (29 км/ч). Это вдвое быстрее, чем, к примеру, способно передвигаться «гидравлическое четвероногое», недавно построенное итальянцами.
Рис. 1. Аппарату Cheetah пока ещё не тягаться с живым гепардом, тот способен развивать до 115 км/ч. Однако цель проекта именно такова – инженеры собираются довести способности машины до уровня природного прототипа (кадр DARPA).
Предыдущий же абсолютный рекордсмен среди роботов на ногах — Planar Biped, созданный в Массачусетском технологическом институте, развивал максималку в 21 км/ч и удерживал пальму первенства аж с 1989 года.
Рис. 2. Робот Planar Biped не был автономным и бегал по кругу, удерживаемый жёстким шестом (фото MIT).
Галопирующий робот Cheetah тестировался на бегущей дорожке. При этом работал аппарат от внешнего гидравлического насоса. Также использовались направляющие, помогающие машине держаться середины «тропы». Однако испытания свободно бегущего прототипа должны состояться уже нынешнем году, сообщает DARPA.
Робот-гепард обладает техникой бега, напоминающей таковую у настоящего гепарда. В частности, машина использует для наращивания длины шагов и своей скорости сгибание и разгибание спины на каждом прыжке. Именно поэтому создатели машины рассчитывают на дальнейший рост её характеристик.
«В то время как 18 миль в час это хорошее начало, наша цель — получить «гепарда», движущегося гораздо быстрее и на открытом воздухе, — говорит доктор Альфред Рицци (Alfred Rizzi), технический руководитель проекта Cheetah и ведущий учёный в Boston Dynamics. — Мы разработали бегущую дорожку, способную разгоняться свыше 50 миль в час (80 км/ч), но мы планируем покинуть её и выйти в поле как можно скорее. Мы действительно хотим понять пределы того, как быстро могут двигаться роботы ».
Робот Cheetah создан в рамках программы «Максимум мобильности и манипуляции» (M3). DARPA утверждает, что программа «носит фундаментальный характер» и не ориентирована на конкретные военные задачи. Её цель – исследования по наращиванию возможностей роботов в целом. Однако, признаётся агентство, рождённые в ходе выполнения этой программы технологии могут иметь широкий диапазон военного применения.
Добавим, что всего месяц назад Boston Dynamics и DARPA провели первые тесты на пересечённой местности автономного робота-мула.
Механический гепард: энергоэффективный робот будущего
Гирт Фолкерцма, сотрудник Университета Твенте, Нидерланды, посвятил четыре года тому, чтобы создать миниатюрную роботизированную версию самого быстрого наземного животного — гепарда, которая способна имитировать движения хищной кошки.
Фолкерцма объясняет, что, как и следует ожидать от самого быстрого наземного животного, гепард расходует свою энергию очень эффективно. По словам инженера, он хотел создать робота, который использует те же принципы, что дало бы знания и опыт, необходимые для создания нового поколения более совершенных машин. Роботы играют все более важную роль в повседневной жизни, а потому скорость и характер их движения чрезвычайно важны для нормального контакта с социумом. Как отмечает сам ученый, его персональный робот-пылесос даже не может справиться с высоким порогом или же самостоятельно подняться на лестнице, а потому его функционал сильно ограничен. Новые роботы должны уметь передвигаться полностью автономно и как можно реже испытывать проблемы с перемещением, а потому гепард — идеальный кандидат для исследований.
Как правило, ходячие роботы отличаются большими размерами и тем, что тратят на выполнение базовой механики передвижения очень много энергии, в то время как дикие кошки движутся плавно и быстро. Фолкерцма изучил множество видеозаписей движения гепардов и использовал специальное ПО для анализа работы различных групп мышц. Главным преимуществом животного оказался позвоночник, позволяющий не только быстро бегать, но также совершать огромные прыжки. «Основное различие между существующими роботами-шагоходами и моим роботом-гепардом в том, что мы подражаем природе без излишнего усложнения: вместо позвонков и межпозвонковых дисков моя команда использовала особые пружины, которые давали тот же эффект», пояснил ученый.
Прототип весит 2,5 кг, а его длина равна 30 см, что в двадцать раз легче и в четыре раза меньше настоящего гепарда. Принимая во внимание разницу в весе, робот перемещается, используя всего на 15% больше энергии, чем животное и в настоящее время может развивать скорость до 1 км/час. По словам Фолкерцма, для того, чтобы сделать робота быстрее, необходимо провести больше исследований и усложнить конструкцию. В будущем он сможет разгоняться до 20 км/ч. Сейчас ученый работает над новыми роботизированными лапами, которые позволят прототипу стать на порядок быстрее и придадут ему дополнительную устойчивость.
www.popmech.ru
Догонит ли робот гепарда?
Робот-гепард Cheetah, созданный американской компанией Boston Dynamics, разгоняется до 30 километров в час. Он резвее любого другого бегущего робота. Но до настоящего гепарда ему всё равно далеко.
Что отделяет достижения робота от успехов его природного прототипа?
Некоторое время назад авторы робогепарда представили Legged Squad Support System (LS3) — робота-мула, предназначенного для переноски боеприпасов и прочих тяжестей по пересечённой местности, где на это не способна автотехника. Теперь конструкторы замахнулись на более амбициозную задачу: их занимает робот-разведчик, способный бежать (или подкрадываться) по любой местности. И гепард в этом смысле — идеальный образец для подражания: он не только стремителен, но и поворачивает резче любой борзой и большинства зайцев.
| Так робот-кошка должен выглядеть после доводки, с декоративным хвостом и колпаком-обтекателем для головы. (Здесь и ниже иллюстрации Boston Dynamics.) |
Cheetah сверхбыстр для робота; бег с перестановкой конечностей очень сложен в вычислительном отношении, немыслимо сложнее перемещения на колёсах и гусеницах. Boston Dynamics надеется довести разработку «всего лишь» до 80 км/ч, в то время как гепарды, живущие на воле, бегают со скоростями до 120 км/ч, или, точнее, 33 м/с (километра гепард в таком темпе не осилит — из-за ограниченного охлаждения).
Чтобы достигнуть нынешних высот, был проанализирован бег гепарда в сравнении с другим четвероногими. Выяснилось, что эта кошка активно прогибает спину: это позволяет её лапам при каждом ходе «вылетать» вперёд дальше любой антилопы. При этом пауза между касаниями земли максимальна; стало быть, длина прыжков растёт, а время «полёта» увеличивается. Так же организован бег героя этой заметки:
Другой момент: ноги гепарда тонки и легки. У робота с этим некоторые проблемы: конечности, которые весили бы столько, сколько у гепарда, пока не в силах быть достаточно прочными, чтобы противостоять острым камням и неровностям, поэтому испытания ведутся в «привязном» режиме на беговой дорожке. Решить проблему, по мнению авторов, должен подбор пластиков, хотя от углепластика, возможно, придётся отказаться: нестоек к песчинкам. На скоростях более 10 м/с песок оставляет на нём выщербины (так и до разрушения недалеко).
| Пока успехи скромны, но лишь в сравнении с живым гепардом, ведь всех шагающих роботов Cheetah обгоняет на счёт «раз». |
И ещё одна проблема — система контроля. Наклон тела, скорость, высота тела и конечностей — всё это должно быть учтено бортовым компьютером робогепарда, иначе правильная постановка ног будет невозможна. Видимо, пытаясь понять, как настоящий гепард обходится без микропроцессоров, недавно компания обратилась к детализации алгоритмов постановки ног Cheetah при беге, и выяснилось, что взрослые гепарды в неволе бегают плохо, не быстрее 50 км/ч, вне зависимости от напряжения или физической формы.
Разработчики полагают, что на воле родители имеют более широкие возможности для обучения детёнышей, и отслеживание такого тренинга с помощью высокоскоростной камеры может существенно улучшить «технику бега» искусственного гепарда уже в ближайшее время.
Словом, надежда превзойти природу у робототехников всё же есть.
Подготовлено по материалам Scientific American.
Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.
vestinauki.ru
