Равнение на ящериц: зачем военным роботам хвосты?

Группа ученых из Университета Калифорнии (Беркли) активно работает над военным проектом по созданию роботов, способных эффективно передвигаться по любой труднопроходимой местности. Это весьма сложная задача, но, кажется, ученым удалось найти изящный способ поддерживать роботов в вертикальном устойчивом положении даже после сложных маневров или во время быстрого движения через завалы. Вдохновили ученых… ящерицы и их более далекие предки - динозавры, которые использовали в качестве «стабилизатора» свои хвосты. Не исключено, что вскоре хвосты появятся и у военных беспилотных машин.

Новое исследование подтверждает 40-летнюю гипотезу о том, что двуногие динозавры использовали свои хвосты в качестве стабилизаторов во время бега, а также уклонения от препятствий или хищников. С помощью современных технологий скоростной съемки и компьютерного моделирования, ученые обнаружили, каким образом ящерица с помощью хвоста восстанавливает устойчивое положение после прыжка. Для этого подопытной африканской ящерице агаме пришлось совершить множество пробежек и прыжков с поверхностей с различным коэффициентом сцепления: от гладкого стекла до шершавого как наждачная бумага пластика.

Выяснилось, что ящерица инстинктивно использует хвост для поддержания вертикального положения тела и удержания от неожиданного шага вперед, что требуется при уклонении от препятствия. Биологи и инженеры Беркли, в том числе студенты и аспиранты, попробовали оснастить механическим хвостом небольшого робота Tailbot. Таким образом удалось проверить возможность использования природного механизма стабилизации.

Несмотря на то, что механический хвост и сам робот намного уступают в подвижности живой ящерице, устойчивость Tailbot заметно повысилась. В частности робот смог совершать прыжки с приземлением на колеса, в то время как без хвоста он беспорядочно кувыркался и часто оказывался в беспомощном положении. Теперь во время прыжка Tailbot поднимает хвост «трубой» и тем самым сохраняет равновесие в полете.

В настоящее время уже создана математическая модель хвоста ящерицы, которая может помочь в разработке нового узла для роботов. В перспективе хвост позволит не только выполнять акробатические трюки колесным роботам, но и поддерживать равновесие быстроходных шагающих машин.