Робот змея: Интерактивный робот WowWee змея

Робот-змея сможет спасать людей из-под завалов после землетрясения

Продолжение сюжета от

Новости СМИ2

Истории

25 февраля 2020

Истории

25 февраля 2020

Вероника Елкина

Ex-Редактор «Историй»

Вероника Елкина

Ученые создали робота-змею, умеющую передвигаться по сложной местности — например, по обломкам зданий после землетрясения — они надеются, что роботы будут помогать людям в спасательных миссиях.

Вероника Елкина

Во время разработки робота исследователи наблюдали за тем, как двигаются настоящие змеи — эта информация помогла им научить робозмею карабкаться по большим ступенькам, не падая.

«Мы наблюдали за этими жуткими созданиями и вдохновлялись их движениями, — рассказал Чен Ли, доцент кафедры машиностроения из американского Университета имени Джона Хопкинса и руководитель исследования. — Змеи умеют спокойно перебираться через препятствия. Надеюсь, наш робот научится извиваться по поверхностям, как змея».

Предыдущие исследования изучали только то, как змеи двигаются по плоской поверхности — мало кто наблюдал, как они ползают по 3D-поверхностям (разве что только по деревьям). А этого недостаточно, чтобы понять, как исследовательские и спасательные роботы смогут преодолевать крупные преграды — например, обломки.

Ученые смотрели, как различные королевские змеи — рептилии, которых часто можно встретить в пустынях и лесах — взбираются по ступенькам в лаборатории Ли. «В природе змеям этого вида часто приходится преодолевать преграды — например, переползать через крупные камни или упавшие деревья, — объяснил Ли. — Они настоящие мастера движения, и нам есть, чему у них поучиться».

Благодаря экспериментам исследователи поняли, что во время движения змеи используют три части своего тела. При подъеме по ступеням передняя и задняя часть змеиного тела двигаются вперед и назад словно волны, а средняя часть остается неподвижной. Ученые заметили, что такое распределение подвижности позволяет змеям сохранять баланс. При этом, чем выше змея забирается, тем длиннее становится ее передняя подвижная часть, а задняя, наоборот, укорачивается. Середина тела при этом останется примерно такой же длины, как и в начале подъема. Чем выше и сложнее становится подъем, тем медленнее движется змея и меньше извивается в передней и задней части своего тела — так она удерживает баланс.

Команда ученых собрала робота, который смог бы повторить змеиные движения. По словам исследователей, их модель более стабильна и лучше имитирует скорость перемещения настоящей змеи. Однако для поддержания баланса при подъеме такому роботу потребуется много энергии. «Животные по-прежнему во многом превосходят роботов, — сказал Ли. — Однако наши роботы, способные преодолевать крупные препятствия, показывают многообещающие результаты».

Источник.

• Роботы
• Технологии

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter

Материалы по теме

1. 1

   Почему нам становится грустно, когда «умирают» роботы?

2. 2

   Как роботы помогают справляться с загрязнением окружающей среды

3. 3

   Как роботы помогают ликвидировать последствия аварии на Фукусиме-1

4. 4

   7 роботов, чей дизайн вдохновлен природой

ВОЗМОЖНОСТИ

04 декабря 2022

USCHOOL

05 декабря 2022

BI. ZONE Bug Bounty

06 декабря 2022

DevRel Hack

Все ВОЗМОЖНОСТИ

Истории

Подборка: 10 самых популярных ИИ-генераторов изображений

Новости

Суд в Москве приговорил бизнесмена Зиявудина Магомедова к 19 годам колонии

Новости

Минфин предложил внести изменения в налоговый режим для самозанятых

Архив rb.ru

Как получить больничный, если вы не больны

Новости

Илон Маск представил второе поколение грузовиков Tesla

Робот-змея, способный пробивать себе путь в песке или мягком грунте » DailyTechInfo

Роботы уже давно являются достаточно мощным инструментом для проведения исследований на поверхности земли, в море, небе и даже космосе. Но существует такой вид окружающей среды, как земные недра, в котором исследования при помощи роботов сталкиваются с непреодолимыми проблемами. И недавно, инженеры из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Технологического университета Джорджии разработали робота-змею, который при помощи нескольких уловок способен пробивать себе путь в песке или мягком грунте.

Змеи уже достаточно давно являются прекрасным прототипом для конструкций роботов благодаря относительной простоте строения их тела и широкими возможностями для реализации различных видов движения. Роботы-змеи уже используются для исследований глубин океана, морского дна, они работают в трубопроводах и даже на аварийных атомных электростанциях. И теперь, благодаря работе упомянутых чуть выше исследователей, роботы-змеи направляются под землю.

Самым большим препятствием в движении под землей является большое сопротивление, возникающее при движении даже в среде гранулированного материала, такого, как песок. И для преодоления этого сопротивления новый робот-змея использует несколько различных методов, подсказанных природой.

Перемещение робота под землей начинается с процесса «роста» его тонкого и мягкого наконечника, который прорастает в земле, словно корень какого-нибудь растения. На самом конце этого наконечника есть сопло, через которое выходит поток воздуха под небольшим давлением, что помогает разрыхлить почву по направлению движения. Этот же воздух также обеспечивает нечто наподобие смазки, уменьшающей трение и сопротивлении, когда вслед за тонким наконечником сквозь землю начинает протискиваться более толстая часть тела робота.

Но существует еще одна проблема — при горизонтальном перемещении сквозь песок, робот движется не горизонтально, а по восходящей линии, пока не выходит на поверхность. Это происходит из-за того, что песок выше робота создает намного меньшее давление, чем плотный песок, находящийся ниже. Эта проблема решилась путем подачи дополнительного воздуха через сопла в нижней части, что позволило уменьшить трение. Помимо этого, на передней части робота установлен специальный клин, который, подобно голове песчаной ящерицы (Scincus scincus) помогает в прокладывании пути в земле.

В результате всего этого маленький робот-змея способен относительно легко перемещаться в сухой окружающей среде, заполненной гранулированным материалом. Также этот робот способен огибать препятствия, скручиваясь и обходя их сбоку или снизу.

Конечно, тот вид, в котором сейчас существует опытный образец робота змеи, совершенно не подходит для выполнения каких либо полезных действий. Но найденные исследователями принципы движения под землей могут быть использованы при создании более совершенных подобных роботов, которые смогут производить операции по выборке грунта, по прокладке трубопроводов и кабелей под землей без необходимости раскопки траншей для этого дела.

Ключевые слова:
Робот, Змея, Движение, Песок, Грунт, Воздух, Сопротивление

Первоисточник

Другие новости по теме:

Камуфлированная змея-робот скользит в бой.

Добавить свое объявление
Загрузка…

Смотреть, как робот-змея идет плавать

Когда морские змеи плывут, они извиваются в воде, взмахивая приплюснутыми хвостами, что очень грациозно, но требует большой координации. Поэтому, когда робототехники из Университета Карнеги-Меллона решили, что пора их роботу-змее, любящему землю, спуститься в воду, они срезали путь. Они приблизились к дико сложной биомеханике змеи, а затем нагрузили машину пропеллерами.

В результате получается что-то вроде шевелящейся торпеды без боеголовки: Закаленный подводный модульный робот-змей. Как вы можете видеть на видео ниже, он справляется с впечатляющим плаванием, комбинируя кормовое подруливающее устройство для создания движения вперед с боковыми подруливающими устройствами вдоль его тела для контроля устойчивости, а также использует несколько изгибающихся суставов (приводы, говоря языком) для позиционирования бокового подруливающие устройства. «Сейчас он менее вдохновлен биологией, но, тем не менее, это довольно хороший робот», — говорит робототехник CMU Хоуи Чосет, один из разработчиков машины. «Мы делаем что-то среднее. Мы пытаемся как можно лучше имитировать движение, возможно, на макроскопическом уровне, с помощью обычных двигателей и приводов».

Предоставлено CMU

Прелесть робототехники в том, что инженерам не нужно следовать правилам естественного отбора. Чосет и его коллеги хотят робота, которого ВМС США могли бы использовать для осмотра кораблей и подводных лодок, робота, способного проникать в труднодоступные места, например, в балластные цистерны. Но можно с уверенностью сказать, что ВМФ не нужен робот-змея, который еще и, скажем так, кусается. «Когда биология развивается, она развивается как система », — говорит Чосет. «Это не развитие одной уникальной способности. Таким образом, змея может скользить по земле уникальными способами, но змея также и какает, она также ест, она также размножается — у нее на борту есть все эти другие вещи, которые предназначены для выживания змеи, но, конечно, не для того, чтобы служить локомотивным преимуществам в жизни. тем не мение.»

Подумайте о том, как птица сравнивается с авиалайнером, который биологически вдохновлен тем, что создает подъемную силу с помощью крыльев, но эти крылья закреплены и соединены с реактивными двигателями. И им не хватает нескольких дополнений, которые природа дала птицам. «Самолеты летают на большие расстояния, но их крылья не машут и у них нет перьев, — говорит Чозет.

Команда Чосета может подойти к дизайну змей таким образом, который в корне отличается от эволюции. В наземной версии их робота используются приводы, которые движутся согласованно, чтобы продвигать машину вперед, что похоже на то, что делает настоящая змея. Но в воде у робота нет твердой поверхности, от которой можно оттолкнуться — бросьте наземную версию в бассейн, и он утонет, как очень дорогой камень. Поэтому вместо того, чтобы воспроизводить гипнотические извилистые движения морской змеи — сложную координацию между мышцами и костями — исследователи выбрали двигатели, которые толкают робота и управляют им.

Предоставлено CMU

На данный момент плавание робота не отличается особой сложностью, хотя оператор может дистанционно управлять машиной через подводные обручи, используя камеру на «лице» змеи, чтобы найти путь. Но идея команды состоит в том, чтобы усовершенствовать алгоритмы, управляющие его движением, с помощью машинного обучения: создав цифровую версию робота в симуляции, ИИ может пробовать множество случайных способов плавания, в конечном итоге приземляясь на наиболее эффективный способ передвижения. методом проб и ошибок. Затем команда Чосета перенесла эти знания в робота из реального мира, придав ему маневренность, необходимую для того, чтобы действительно извиваться в ограниченном пространстве. Другие робототехники делают это с другими машинами, которые имитируют передвижение животных, например, обучают собакоподобного четвероногого робота ходить или приспосабливаться к различным типам поверхностей.

Возможно, вы смотрите эти GIF-файлы и думаете: Что ж, эта привязь никуда не годится. У какого уважающего себя робота еще есть трос в 2021 году? В данном случае это выбор дизайна. Это и канал связи, и своего рода поводок. «Если когда-нибудь возникнет проблема, они хотят иметь возможность вытащить робота», — говорит Чосет. «И еще одна вещь, когда вы попадаете в некоторые из этих тесных пространств, они становятся неблагоприятными для радио. Поэтому, если вы хотите иметь ситуационную осведомленность о том, что происходит в режиме реального времени, вам все равно понадобится трос».

Предоставлено CMU

Робот также является модульным, поэтому команда может установить больше подруливающих устройств, чтобы сделать машину больше и мощнее, или убрать подруливающие устройства, чтобы она поместилась в меньшем пространстве, например, добавляя и убирая звенья в цепи. Однажды они могут даже добавить какую-то руку, чтобы робот мог манипулировать окружающей средой.

В отличие от морской змеи, которая использует все свое извилистое тело для плавания, этот робот использует для маневров модульные части самого себя. «Я нахожу это интересным, потому что это означает, что робот потенциально может сохранять постоянную форму с одной частью тела, возможно, чтобы нести что-то, используя другую часть тела для передвижения», — говорит Талия Мур, изучающая пересечение биологии. и робототехники в Мичиганском университете в Анн-Арборе. (Она не участвовала в исследовании.)

Змеи-курьеры с руками, прикладами и камерами вместо лиц? Эволюция никогда бы не осмелилась.

Еще больше замечательных историй WIRED

• 📩 Последние новости о технологиях, науке и многом другом: получайте наши информационные бюллетени!
• Они все рассказали своим терапевтам. Хакеры слили все это
• Нужен ангел-инвестор? Просто откройте Clubhouse
• Расписание электронных писем и текстовых сообщений для отправки в любое время
• Что сны осьминогов говорят нам об эволюции сна
• Как войти на свои устройства без паролей
• 👁️ Исследуйте ИИ, как никогда раньше, с нашей новой базой данных
• 🎮 ПРОВОДНЫЕ игры: получайте последние советы, обзоры и многое другое
• 🏃🏽‍♀️ Хотите получить лучшие инструменты здоровый? Ознакомьтесь с подборкой нашей командой Gear лучших фитнес-трекеров, беговой экипировки (включая обувь и носки) и лучших наушников. 0002 Автор
  Эд Браун
  15.08.22 в 9:12 по восточноевропейскому времени

  Технологии и наука
  Природа
  Технология
  Змеи
  Youtube

  Ютубер набрал миллионы просмотров всего за пару дней после того, как построил ноги робота, чтобы помочь змее «ходить».

  Видео, выпущенное 13 августа, было снято Алленом Пэном, создателем контента, который использует инженерные ноу-хау для создания самодельных экзоскелетов, боевых ботов и других изобретений, которые часто собирают миллионы просмотров в Интернете.

  Пан сказал, что цель проекта состояла в том, чтобы доказать, что он «любитель змей» после того, как он вызвал некоторую критику из-за предыдущего видео, в котором он и несколько друзей поймали дикую змею с предполагаемой целью прокрасться мимо службы безопасности аэропорта. (Змея убежала до того, как это можно было сделать.)

  Видео создателя контента на YouTube показывает, как он намеревался разработать устройство, с помощью которого змеи могли бы «ходить». Сверху питон.
  моникадоалло / Гетти

  В новом видео Пан сказал, что ему жаль змей, потому что «они потеряли ноги».

  Считается, что примерно от 100 до 150 миллионов лет назад змеи бродили на ногах, прежде чем они эволюционировали до такой степени, что могли выжить без них.

  Обстоятельства этого изменения были предметом споров. Некоторые утверждают, что змеи потеряли ноги, чтобы лучше адаптироваться к водной среде; другие считают, что отсутствие ног позволило бы змеям легче передвигаться под землей, Журнал Scientific American сообщает.

  В любом случае, видео Пана показывает, как он намеревался спроектировать устройство, с помощью которого змеи могут «ходить», с одним условием: змея должна иметь возможность свободно входить и выходить из устройства самостоятельно.

  В результате получается полая труба с роботизированными ногами, прикрепленными к сервоприводам, которыми можно управлять с ноутбука.

  Ближе к концу видео Пан посещает заводчика змей, который соглашается одолжить питона, чтобы он опробовал машину. В конечном итоге питон скользит в трубу, которую затем контролирует Пан. Сама змея не контролировала ноги.

  Повсюду змея лежит с головой, торчащей из одного конца трубы, по-видимому, довольствуясь тем, что ее передвигают на ногах. В конце видео Пан останавливает движение ног, и змея выползает из одного конца трубы.

  «Я не могу забыть образ змеи, вползающей в свой роботизированный экзоскелет, — сказал Пан. «Я не могу поверить, что это сработало!»

  По состоянию на утро понедельника видео набрало более 1,6 миллиона просмотров на YouTube, а видеоклип, опубликованный Паном, набрал 13,5 миллиона просмотров в Twitter.

  «Хватит рассказывать мне о своих криптовалютных стартапах», — написал один из пользователей Твиттера, опубликовавший видео.