Біоробот повинні вміти переміщатися різними способами

При бігу хребетних тварин - їх ноги мінімально контактують з землею. Але комахи відрізняються від нас. Ці шестиногі істоти швидко бігають за допомогою трьох ніжок, нагадуючи «триногу», коли у них три ноги постійно знаходяться на землі - дві на одній стороні тіла і одна на інший. Така манера руху давно надихала інженерів, які проектують шестиногих роботів, як найшвидший і найефективніший спосіб для біороботів пересуватися по землі.
Дослідники показали, що насправді «тринога» - це зовсім не найшвидший спосіб для роботів переміщатися на рівному майданчику, за умови, що вони не мають клейкою подушечки, щоб лазити по стінах і стелях. Це говорить про те, що дизайнерам комах-роботів, слід переосмислити парадигми і розглянути інші можливості, в тому числі нову рухову стратегію - хода «ходулі». Висновки дослідників були опубліковані в журналі Nature.
Вчені провели безліч комп'ютерних симуляцій, тести на роботах і досліди на мухах дрозофилах. Для того щоб випробувати різні комбінації, дослідники використовували еволюційний алгоритм для оптимізації швидкості ходьби в моделі імітації комах, заснованої на дрозофілах. Крок за кроком, цей алгоритм перебрав безліч різних аллюров, усуваючи повільні і відбираючи швидкі варіанти.
Дослідники виявили, що переваги «триноги» губляться, якщо не потрібно лазити по вертикальних поверхнях з прилипанням кінчиків ніг. Навпаки, ходьба на «ходулях», коли на землі всього дві ноги, швидше і ефективніше, хоча в природі немає комах, які використовують цей спосіб.
«Наші результати підтримують ідею, що комахи використовують« триногу »для найбільш ефективної ходьби по поверхні в трьох вимірах, і тому, що їх ноги мають адгезійні властивості», - пишуть автори. «Тому наземні роботи повинні звільнитися від рухів виключно за допомогою« триноги ».
Потім вчені створили шестиногого робота, здатного ходити як «треногой», так і «ходулями». Хода «ходулями» знову опинилася швидше, підтверджуючи результати алгоритмів моделювання.
Нарешті, експериментатори покрили полімером кінчики ніг у реальних мух, щоб приховати їх кігтики і присоски, що чіпляються за поверхню. Мухи швидко почали використовувати ходу «ходулі», а координація їх рухів була схожа з комп'ютерною моделлю.
«Цей результат показує, що на відміну від більшості роботів, тварини можуть адаптуватися, щоб знайти нові способи ходьби в нових умовах», - приходять до висновку автори дослідження.
Робота являє собою важливий внесок у вивчення пересувань тварин і робототехніки.

Теги:

Добавить комментарий

ПОСЛЕДНИЕ