Надувной и улыбающийся робот, предлагаемый в качестве альтернативы спасению в случае катастроф | Технология

Каждый год они представляют несколько прототипов человекоподобных роботов. Их влияние обычно тем сильнее, чем больше они похожи на людей. Но есть исключения. Группа исследователей из Южного университета науки и технологий разработала устройство, похожее на поплавок с выдвижными ножками (собственно, это и есть), конструкция которого может быть полезен в усилиях по оказанию помощи после стихийных бедствий: Робот может сжиматься и ползать по узким пространствам, затем надуваться и стабильно ходить. Он также может плавать, плавать и летать.

Ключевым моментом прототипа являются его выдвижные ножки. Команда под руководством Хао Лю разработала конструкции, которые можно расширить на 315% за счет нагнетания воздуха и которые с помощью серводвигателей сохраняют твердый шаг. Каждый из них весит 350 граммов и в развернутом состоянии способен стабильно выдерживать большой вес. Эти выдвижные части, установленные на роботе-гуманоиде, позволяют машине уменьшать свою высоту на 36% и ширину на 61%, что позволяет ей протискиваться в узкие пространства.

С ног прототип имеет надувную куклу (эту часть можно заменить), которая позволяет ей плавать и выдерживать вес того, кто схватит ее в качестве спасательного круга. Он также может плавать с помощью ног и ходить по воде. И летать, если добавить четыре винта, подобных тем, что у дронов. В суженном варианте со сдутым туловищем он раздвигает ноги, пока не становится похожей на единую трубку, и ползет, как гусеница, что позволяет ему проникать в узкие пространства.

Его создатели считают, что такая универсальность делает робота решением для самых разных ситуаций. «Его можно использовать в катастрофических сценариях благодаря совокупности преимуществ: он надувной, легкий, адаптируемый к различным средам и безопасный», — говорит Тин Ван, соавтор исследования. «Наш прототип может кардинально менять свою высоту и форму для перемещения в узких пространствах, недоступных обычным роботам, а его легкая (весит 4,5 кг), но прочная конструкция делает его безопасным для взаимодействия с людьми и устойчивым к ударам», — добавляет инженер.

На протяжении десятилетий инженеры пытались заставить роботов-гуманоидов имитировать механику людей. Но есть некоторые проблемы, которые не были достигнуты: роботы растут, они прочные и в то же время легкие, хорошо поглощают удары, не ломаясь.

Команде Лю и Вана удалось построить робота-гуманоида, способного расти, и эта способность не приводит к чрезмерному увеличению его веса. «Он многофункциональный, но при этом быстрый, эффективный и хорошо продуманный, позволяющий поддерживать баланс в статике и в движении», — пишут они в исследовании, которое публикуют сегодня. в журнале Достижения науки рассказывая подробности его развития.

01:58

Пояснительное видео о надувном роботе

Одной из самых больших проблем, с которыми они столкнулись, было найти способ создания конструкций, которые были бы легкими, но не деформировались бы при сдувании. И в то же время они могли продолжать идти или стоять после контракта, а также удерживать тело робота.

Чтобы преодолеть это препятствие, их вдохновили две вещи: структура роста костей и Бэймакс, пневматический робот из диснеевского мультфильма. Большой герой 6. «Baymax показала нам, насколько мягкие надувные роботы могут быть безопасными и дружелюбными, а человеческие кости послужили вдохновением для создания многофункциональной, легкой и адаптируемой конструкции», — объясняет Ван.

Если кости животных растут благодаря поглощению питательных веществ, поступающих из артерий, то кости этого устройства растут за счет поступления воздуха. Они имеют механизм, обеспечивающий равномерное распределение кабелей по концам, армированные оболочкой из ПВХ. Структура сочетает в себе мягкие слои ПВХ (те, которые сдуваются) и другие твердые слои, содержащие механические соединения, и все они покрыты неэластичным тканевым покрытием. Его спущенный вес составляет 4,5 кг, а низкая плотность позволяет ему плавать и даже летать, если добавить роторы.

Помимо прототипа, «эта работа закладывает основу для разработки растущих и универсальных роботов-гуманоидов, которые адаптируются к неструктурированной среде», говорят ее создатели. «Это относительно современная тема, о которой мало опубликовано. Есть несколько статей о биоинспирированных роботах (в растениях или клеточных процессах). Я нахожу эту работу технически интересной не столько из-за механического подхода к проектированию, сколько потому, что она касается проблем управления движением робота», — говорит Анхель Валера, профессор Политехнического университета Валенсии и член кафедры системной инженерии и автоматизации, который не участвовал в исследовании.

После того как система разгибания и сокращения ног была разработана, исследователи видят множество областей для улучшения. От увеличения автономности до добавления более мощных серводвигателей, улучшающих его производительность. Большие языковые модели также можно использовать для улучшения алгоритмов обучения устройства. «Наш проект предполагает использование роботов-гуманоидов в широком диапазоне сложных, динамичных или опасных сред, где они смогут безопасно и эффективно выполнять повторяющиеся или рискованные задачи вместе с людьми, что в конечном итоге будет способствовать повышению безопасности, производительности и качества жизни», — пишут авторы.