Роевые четвероногие роботы

Коллективное поведение муравьев, медоносных пчел и птиц для решения проблем и преодоления препятствий — это то, что исследователи разработали в области воздушной и подводной робототехники. Однако разработка небольших роевых роботов, способных перемещаться по сложной местности, сопряжена с уникальным набором проблем. Исследователи создали многоногих роботов, способных маневрировать в сложных условиях и коллективно выполнять сложные задачи, имитируя своих собратьев из природного мира.

Роботы с ногами могут перемещаться в сложных условиях, таких как пересеченная местность и тесные пространства, а использование конечностей обеспечивает эффективную поддержку тела, обеспечивает быструю маневренность и облегчает преодоление препятствий. Однако роботы на ногах сталкиваются с уникальными проблемами мобильности в наземных условиях, что приводит к снижению двигательной активности.

Прочитайте вопросы и ответы с исследователем

В коротких вопросах и ответах с Tech Briefs профессор Ясемин Озкан-Айдин объясняет, что могут делать рои после расширения функций.

Исследователи предположили, что физическая связь между отдельными роботами может повысить мобильность наземной коллективной системы с ногами. Отдельные роботы выполняли простые или небольшие задачи, такие как перемещение по гладкой поверхности или перенос легкого предмета, но если задача выходила за рамки возможностей отдельного устройства, роботы физически соединялись друг с другом, образуя более крупную многоногую систему и коллективно преодолевая препятствия. проблемы.

Используя 3D-принтер, команда построила четвероногих роботов длиной примерно от 6 до 8 дюймов. Каждый из них был оснащен литий-полимерной батареей, микроконтроллером и тремя датчиками — датчиком освещенности спереди и двумя магнитными сенсорными датчиками спереди и сзади, что позволяло роботам соединяться друг с другом. Четыре гибкие ноги уменьшили потребность в дополнительных датчиках и деталях и придали роботам уровень механического интеллекта, который помог при взаимодействии с пересеченной или неровной местностью.

После печати каждого робота они были построены и протестированы на траве, мульче, листьях и желудях. Эксперименты на плоской поверхности проводились над древесно-стружечными плитами, а лестницы были построены с использованием изоляционной пены. Роботы также были протестированы на ворсистом ковровом покрытии, а прямоугольные деревянные блоки были приклеены к ДСП, чтобы они служили пересеченной местностью. Когда отдельный блок застревал, сигнал отправлялся дополнительным роботам, которые соединялись вместе, чтобы обеспечить поддержку для успешного преодоления препятствий при совместной работе.

Эта работа послужит основой для разработки недорогих роев на ногах, которые могут адаптироваться к непредвиденным ситуациям и выполнять совместные задачи в реальном мире, такие как поисково-спасательные операции, транспортировка коллективных объектов, исследование космоса и мониторинг окружающей среды. Исследование будет сосредоточено на улучшении возможностей управления, восприятия и мощности системы, которые необходимы для передвижения и решения проблем в реальном мире.

Для функциональных роевых систем необходимо улучшить аккумуляторную технологию. Необходимы небольшие батареи, которые могут обеспечить большую мощность, в идеале работающую более 10 часов. В противном случае использование этого типа системы в реальном мире не является устойчивым. Дополнительные ограничения включают потребность в большем количестве датчиков и более мощных двигателях при сохранении небольшого размера роботов.