В настоящее время США являются одним из признанных мировых лидеров в области производства робототехники, в том числе и военного назначения. При этом в интересах военных разрабатываются не только достаточно большие роботы, к примеру, роботы-андроиды, но и достаточно мелкие устройства. В прошлом году американская армия приступила к испытаниям 2-х новых роботов разведывательного назначения, которые разработаны известной компанией Boston Dynamics. Речь идет о сравнительно небольших роботах — роботе-таракане RHex и четырехколесном роботе Sand Flea (песчаная блоха). Ранее компания Boston Dynamics уже прославилась, выпустив самого быстрого в мире робота (речь идет о роботе-гепарде Cheetah) и военного робота-мула LS3, который также известен как Big Dog и предназначен для транспортировки грузов.
Четырехколесный робот Sand Flea в состоянии выпрыгивать на высоту до 9 метров, при этом его вес составляет всего 4,9 кг. Мощности аккумулятора данного устройства хватает для того, чтобы совершить около 25 таких прыжков. Робот достаточно легко может самостоятельно запрыгнуть на крышу здания или любого объекта высотой до 9 метров. Как сказали бы сейчас, это — его основная «фишка». По информации специалистов, для прыжка данная роботизированная блоха использует специальный поршень, который содержит сжатый углекислый газ.
Шагающий робот-таракан RHex весит чуть больше — уже 13 кг, при этом он передвигается на 6 ногах. Данный робот без особых проблем может передвигаться по гористой местности, грязи и даже плавать. Установленного на нем аккумулятора хватает на 6 часов беспрерывной работы, радиус действия RHex составляет порядка 600 метров. На роботе может быть установлено различное оборудование для наблюдения за местностью, например, видеокамеры. Робот-таракан разрабатывается по заказу, который был получен от американских военных. Робота планируется использовать во время скрытого наблюдения и разведки в условиях сильно пересеченной местности. По информации издания CNET, американские военные планировали использовать данных роботов в Афганистане.
В 2013 году робот-таракан RHex, над которым работают инженеры компании Boston Dynamics, обзавелся новыми «ниндзя-ногами». Ninja Legs — именно так назвали свое устройство сами создатели. Благодаря этим приспособлениям робот получил возможность свободно перемещаться не только по суше, но и по воде. По сообщению IEEE Spectrum, обновленная версия RHex была показана в ноябре текущего года на выставке роботов, которая прошла в столице Японии. Сообщается, что, хотя новые устройства и превращают робот RHex в амфибию, они все же уступают по эффективности специализированным устройствам — обычным «ногам» или «плавникам».
«Ниндзя-ноги» — это специальная конструкция из углепластика, встроенная в стальную пружинную раму, которая устанавливается на место родных для робота-таракана ног. Новое устройство передвижения — это своеобразные «плавники», которые в состоянии гнуться под углом до 120 градусов. Когда робот передвигается по земле, они не несут никаких функций, но когда робот-таракан попадает в воду, данные приспособления исполняют роль движителей. Одновременно с этим оси, к которым крепятся «ниндзя-ноги», начинают совершать маятниковые движения.
«Ниндзя-ноги» для нового перспективного робота были спроектированы Университетом Макгилла. Сообщается, что в сравнении со стандартными для RHex «ногами», новые устройства ведут к росту потребления энергии (в целом на 15-20%). Энергия тратится на то, чтобы поддерживать вращение электромотора на установленной частоте. Данные устройства позволяют добиться большей скорости движения по воде благодаря гибкости. При нахождении робота в воде электромоторы обеспечивают совершение маятниковых колебаний с амплитудой в 50 градусов и частотой в 2,5 Гц. При этом недостатком новой системы специалисты называют не только увеличенное энергопотребление, но и усложнение программного обеспечения и систем управления роботом, которые отвечают за управление установленными на нем электромоторами.
Ранее американским инженерам удалось решить проблему приземления робота после прыжка, над ее решением работали специалисты из технической лаборатории Университета Пенсильвании. Поводом к началу работ стало то, что многие современные роботы после падения оказываются перевернутыми на спину и не могут самостоятельно подняться. Решить проблему помогает специальный хвост: установка такого устройства на роботе обеспечивает эффект его приземления на ноги. В рамках проведения экспериментов специалисты работали как раз с шестиногим роботом RHex, конструкция которого была дополнена специальным качающимся хвостом. Похожий хвост, только, естественно, натуральный, имеют ящерицы гекконы, которые виртуозно его используют, не только ловко перемещаясь по стенам, но и всегда приземляясь на лапы.
Ранее эффективность такого подхода подтвердили опыты с роботом Tailbot. Серия экспериментов с роботом-тараканом RHex лишь подтвердила тот факт, что стабилизирующую функцию «хвоста» можно без особых проблем использовать на самых разнообразных роботах: весом всего от 1 грамма до 10 и более килограммов. Ящерица геккон в состоянии перевернутся на ноги даже в том случае, если высота ее падения меньше длины тела ящерицы. Такая уникальная природная способность пригодилась бы и многим современным роботам. Именно по этой причине Пентагон достаточно активно финансирует работы, которые проводятся инженерами данной технической лаборатории.
Хвост, который представляет собой трубку, выполненную из углеволокна, выполняется в пропорции 1/10 к массе корпуса устройства. Такой хвост для робота-таракана RHex обладает смещенным к кончику центром тяжести, также в нем установлено несколько современных инерциальных датчиков, которые отвечают за контроль положения корпуса устройства и самого хвоста. В ходе проведенных экспериментов было установлено, что при сбрасывании оснащенного хвостом робота RHex с высоты в 62 сантиметра он каждый раз успевал перевернуться в воздухе и приземлялся не на спину, а на ноги.
Инженеры считают, что именно хвост является самым оптимальным решением для разработки автономных роботов, которые будут способны передвигаться даже по местности с очень сложным рельефом, а также смогут преодолевать различные препятствия с помощью прыжков. При этом хвост не обязательно останется «мертвым грузом», его можно будет использовать для монтажа различных датчиков или антенны.
Источники информации:
http://lenta.ru/news/2013/12/10/rhex
http://vpk.name/news/67171_armiya_ssha_ispyitaet_robotablohu_i_robotatarakana.html
http://rnd.cnews.ru/tech/news/line/index_science.shtml?2012/08/02/498209
