Blog

Lata, jeździ na deskorolce, rolce, chodzi po linie

Poznajcie LEONARDO – dwunożnego robota z Pasadeny (Kalifornia, USA).

Stworzony przez inżynierów z kalifornijskiego instytutu Caltech (California Institute of Technology) Leonardo (Legs ONboard drOne, w skrócie LEO) jest wyjątkowo zwinny. To właściwie quadkopter z zestawem nóg – po części robot kroczący, po części latający dron.

1-29
Ma 2,5 stopy wzrostu i jest wyposażony w dwie nogi, każda z trzema przegubami, a także cztery śmigła zamontowane pod kątem na ramionach robota. Kiedy człowiek chodzi, dostosowuje pozycję i orientację swoich nóg tak, aby spowodować przesunięcie środka masy do przodu, podczas gdy ciało jest utrzymywane w równowadze. LEO również chodzi w ten sposób: śmigła gwarantują poruszanie się w pozycji pionowej, a siłowniki nóg zmieniają położenie nóg, aby przesunąć środek masy robota do przodu za pomocą zsynchronizowanego kontrolera chodzenia i latania. W locie robot sam używa swoich śmigieł i lata jak dron.
LEO może wykonywać złożone manewry, które wymagają delikatnego balansowania, takie jak chodzenie po linie czy jazda na deskorolce (co stanowi ogromne wyzwanie dla istniejących robotów dwunożnych). Potrafi także wykonywać zwinne ruchy chodu, przeplatane manewrami latania w celu pokonania przeszkód za pomocą zsynchronizowanego sterowania śmigłami i stawami nóg. Taka konstrukcja mechaniczna i zsynchronizowana strategia sterowania daje LEO unikalną kombinację możliwości lokomocyjnych, która pozwala mu na wykonywanie operacji zbyt trudnych dla robotów o jednym rodzaju napędu.

2-32
„LEO może wybrać chodzenie lub latanie, lub łączyć je w zależności od potrzeb. Ponadto jest w stanie wykonywać niezwykłe manewry, które nawet u ludzi wymagają opanowania równowagi, jak chodzenie po linie i jazda na deskorolce” – mówi Patrick Spieler z zarządzanego przez Caltech dla NASA Jet Propulsion Laboratory, współautor poświęconego Leonardowi artykułu, opublikowanego w październiku 2021 roku w czasopiśmie „Science Robotics”. LEO znalazł się na okładce magazynu.
Roboty dwunożne są w stanie pokonywać złożone, rzeczywiste tereny, wykonując tego samego rodzaju ruchy, jakie wykonują ludzie (skakanie, bieganie, a nawet wchodzenie po schodach), ale ich możliwości ogranicza trudny teren. Roboty latające z łatwością pokonują trudny teren wznosząc się nad ziemią, ale napotykają na własne ograniczenia: wysokie zużycie energii podczas lotu i ograniczoną ładowność. Roboty z multimodalną zdolnością lokomocji są w stanie poruszać się w trudnych środowiskach skuteczniej niż roboty tradycyjne, odpowiednio przełączając się między dostępnymi środkami poruszania się.
Zespół konstruktorów Leonarda chciałby poprawić wydajność robota poprzez stworzenie sztywniejszej konstrukcji nóg, umożliwiającej zwiększenie jego masy i zwiększyć siłę ciągu śmigieł. Ponadto mają nadzieję, że LEO będzie bardziej autonomiczny, aby jego następca mógł podejmować własne decyzje dotyczące najlepszej kombinacji chodzenia, latania lub ruchu hybrydowego, której powinien używać do przemieszczania się z jednego miejsca do drugiego w sposób maksymalnie bezpieczny i przy zużyciu najmniejszej ilości energii .
Technologia zaprojektowana dla LEO może przyczynić się do rozwoju systemów podwozia dla robotów latających i innych typów pojazdów latających, składających się z kontrolowanych przegubów nóg. Zespół przewiduje, że przyszłe wiropłaty marsjańskie mogą być wyposażone w podwozie na nogach, pozwalające utrzymać im równowagę podczas lądowania na pochyłym lub nierównym terenie, zmniejszając w ten sposób ryzyko awarii.
Do 2020 r. absolwenci i pracownicy naukowi Kalifornijskiego Instytutu Technicznego otrzymali 45 Nagród Nobla.
(raj)
Żródło: Caltech, www.borntoengineer.com