Исследование робота-ящерицы открывает ключ к идеальному передвижению

«Наша исследовательская группа разработала робота, вдохновленного ящерицей, способного бегать и лазать, сочетая биологию, робототехнику и математику на основе движений ящерицы, чтобы понять, что лучше передвигаться — ногами или позвоночником», — сказал доктор Клементе.

«Мы обнаружили, что если вы хотите двигаться быстро, вам следует в основном использовать ноги и как можно меньше двигать позвоночником. Но небольшое использование позвоночника помогает использовать меньше энергии.

«Мы также обнаружили, что слишком сильное движение конечностей или позвоночника снижает устойчивость во время лазания, а это означает, что роботы с большей вероятностью упадут со стены».

Ящерицы — мастера движения

Ведущий автор, доктор Роберт Рокенфеллер из Университета Кобленца, сказал, что в целом они обнаружили, что оптимальное передвижение требует движения позвоночника и конечностей, что близко соответствует моделям движений ящериц.

Доктор Рокенфеллер сказал: «Результаты позволяют детально определить степень эволюционного компромисса между тремя ключевыми критериями эффективности — скоростью, эффективностью и стабильностью — и определить относительную силу этого избирательного давления на передвижение».

Доктор Клементе сказал, что модели движений среди позвоночных сильно различаются: от боковых движений, основанных на позвоночнике у рыб и саламандр, до движений, в основном основанных на конечностях, у млекопитающих и птиц.

«Однако ящерицы используют свои конечности и позвоночники, что делает их идеальным видом для изучения, чтобы помочь заполнить пробелы в понимании того, почему происходят эти изменения».

Робот, вдохновленный ящерицей, разработанный исследовательской группой, был способен бегать и лазать по наклонным или вертикальным поверхностям, имел регулируемую длину ног и возможность регулировать диапазон движений позвоночника и конечностей, а также скорость шага.

«Мы также создали сцену для оценки эффективности и стабильности восхождения», — сказал доктор Клементе.

«Эти данные были построены с использованием результатов двумерной теоретической модели передвижения ящериц, а также измерений более чем 40 видов лазающих и бегающих ящериц».

Эти результаты могут привести к «большим успехам» в разработке более быстрых и эффективных роботов с ногами.

Нам удалось определить несколько инженерных критериев, которые необходимо учитывать при разработке роботизированных устройств с конечностями, способными перемещаться в широком диапазоне сред.

«Боковое изгиб позвоночника не должен быть важным фактором, если основной целью является максимизация скорости робота, но он может быть важен для минимизации потребления энергии».

Аналогичным образом, это понимание может также помочь в разработке более быстрых, стабильных и эффективных роботизированных шагов.