Первая роботизированная нога с «искусственными мышцами» ловко прыгает: исследование

Первая роботизированная нога с «искусственными мышцами» ловко прыгает: исследование

В то время как обычные изированные ноги приводятся в движение электромагнитным роторным двигателем (слева), для их опорно-двигательного аппарата исследователи используют электрогидравлические приводы, т.е. искусственные мышцы (справа). Автор: Томас Бухнер / ETH Zurich и Тосихико Фукусима / MPI-IS

В понедельник исследователи заявили, что разработали первую роботизированную ногу с «искусственными мышцами» — наполненными маслом мешками, позволяющими машинам двигаться более похоже на людей, — которая может проворно прыгать по различным поверхностям.

Маленькая бестелесная нога робота была показана прыгающей по траве, песку и камням в видеоролике, выпущенном вместе с новым ем в Природа Коммуникации.

Исследователи надеются, что в будущем эту технологию можно будет использовать для создания человекоподобных роботов, которые помогут выполнять «скучную работу» по дому, рассказал агентству AFP соавтор исследования Роберт Кацшманн.

Профессор робототехники Швейцарской высшей технической школы Цюриха пояснил, что обычные гуманоидные роботы изготавливаются с использованием двигателей и жестких металлических соединений, аналогичных тем, которые используются на заводских сборочных линиях.

Помимо того, что такие громоздкие роботы чрезвычайно дороги, они могут быть опасны, если попадут в дома людей.



«Если кто-то из них упадет на вас, это будет очень больно», — сказал Кацшманн.

Он добавил, что будущий робот-помощник должен уметь не только переносить тяжелые предметы, но и «обнимать людей или пожимать им руки».

Команда исследователей под руководством швейцарцев вдохновилась 600 мышцами человеческого тела, чтобы создать нечто, способное ходить и прыгать более плавно и ловко.

Для этого они использовали «искусственные мышцы», также известные как электрогидравлические приводы.

Автор: Томас Бухнер и Тосихико Фукусима

Эти мягкие актуаторы, напоминающие пакеты для заморозки, заполнены маслом и оснащены электродами.

Способ сжатия и расширения жидкости позволяет технологии более точно имитировать мышцы животных.

Электростатическая система также означает, что когда колено робота находится в согнутом положении, например, как у человека при приседании, система потребляет меньше электроэнергии, чем традиционные двигатели, говорится в исследовании.

Искусственные мышцы заставляют роботизированную ногу ходить и прыгать

Роботизированная нога прыгает по разным ландшафтам. Автор: Томас Бухнер / ETH Zurich и Тосихико Фукусима / Институт интеллектуальных систем Макса Планка

По словам исследователей, нога способна преодолевать неровности местности более ловко, чем ее жесткие предшественники.

Согласно исследованию, он смог прыгнуть почти на 13 сантиметров (пять дюймов), что составляет 40 процентов от его роста.

Исследования в области электрогидравлических приводов являются относительно новыми: эта область появилась всего лишь около шести лет назад.

Исследователи признали, что упрощенная нога в настоящее время не может двигаться свободно, а может только прыгать по кругу.

Искусственные мышцы заставляют роботизированную ногу ходить и прыгать

Когда роботизированные ноги должны удерживать определенное положение в течение длительного времени, через двигатель постоянного тока, который их приводит в движение (слева), протекает большой ток. Со временем энергия теряется в виде тепла. Напротив, искусственные мышцы (справа), которые работают по принципу электростатики и эффективны, остаются холодными, поскольку при постоянной нагрузке через них не протекает ток. Автор: Томас Бухнер / ETH Zurich и Тосихико Фукусима / MPI-IS

Так что до появления роботов, использующих такие искусственные мышцы, еще далеко.

Однако компоненты для изготовления этих искусственных мышц недороги, сказал Кацшманн, добавив, что он надеется, что массовое производство ускорит прогресс в ближайшие годы.

Дополнительная информация:
Электрогидравлическая опорно-двигательная роботизированная нога для гибкого, адаптивного и в то же время энергоэффективного передвижения, Природа Коммуникации (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-51568-3

© 2024 АФП

Цитата: Первая нога робота с «искусственными мышцами» прыгает ловко: исследование (2024, 9 сентября) получено 10 сентября 2024 г. с сайта https://phys.org/news/2024-09-robot-leg-artificial-muscles-nimbly.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением случаев честного использования в целях частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержание предоставляется только в информационных целях.