Ένα εντυπωσιακό ρομπότ-αράχνη που περπατά και πετά [Video]

Ένα νέο πειραματικό ρομπότ με εντυπωσιακές δυνατότητες παρουσίασε το Πανεπιστήμιο του Τόκιο. Ονομάζεται SPIDAR (Sensing, Processing, and Intelligent Dynamics for Aerial-ground Robot) και πρόκειται για ένα τετράποδο ρομπότ που συνδυάζει επίγεια και εναέρια κίνηση, ανοίγοντας νέους ορίζοντες για την εξερεύνηση και την ρομποτική διάσωση.

Το SPIDAR ξεχωρίζει όχι μόνο επειδή μπορεί να περπατά και να πετά, αλλά κυρίως λόγω του καινοτόμου μηχανισμού μετάβασης μεταξύ των δύο μορφών κίνησης. Κάθε άκρο του είναι εξοπλισμένο με περιστρεφόμενους έλικες, που μπορούν να προσαρμόζουν την ισχύ και τον προσανατολισμό τους ανάλογα με τις ανάγκες κίνησης. Η τεχνολογία αυτή, σε συνδυασμό με έναν υβριδικό σύστημα ελέγχου ώσης και ροπής, επιτρέπει στο ρομπότ να εκτελεί σύνθετες κινήσεις με σταθερότητα και ενεργειακή απόδοση που θυμίζει την ευκινησία της αράχνης – στοιχείο που ενέπνευσε και την ονομασία του.

Ένα από τα μεγαλύτερα τεχνικά εμπόδια που αντιμετώπισαν οι Ιάπωνες μηχανικοί ήταν η αεροδυναμική παρεμβολή μεταξύ των ελίκων, πρόβλημα κοινό σε ρομπότ μικρών διαστάσεων. Για την επίλυσή του, αναπτύχθηκε αλγόριθμος βελτιστοποίησης που καθορίζει τα όρια κλίσης κάθε έλικα ώστε να μειώνεται η αλληλοκάλυψη των ροών αέρα. Αυτό το προσαρμοστικό σύστημα ελέγχου επιτρέπει πιο ομαλές μεταβάσεις, ιδιαίτερα κατά την απογείωση ή την επιστροφή στο έδαφος.

Το SPIDAR διαθέτει συμμετρική τετραποδική δομή, με κάθε πόδι να αποτελείται από δύο τμήματα και αρθρώσεις. Οι έλικες έχουν διπλούς αντικατευθυνόμενους προπέλες και ανεξάρτητους μηχανισμούς κλίσης. Ένας ελεγκτής PID ρυθμίζει τη γωνία και την ισχύ κάθε έλικα για να διατηρείται η σταθερότητα του κεντρικού σώματος, το οποίο θεωρείται σχεδόν ακίνητο.

Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, το ρομπότ κατάφερε να κινηθεί σε ερπυστριοειδή λειτουργία, δηλαδή με όλα τα πόδια να ακουμπούν στο έδαφος χωρίς να σηκώνει το σώμα του – μια στρατηγική που μειώνει την κατανάλωση ενέργειας και ενισχύει την ισορροπία. Η προσέγγιση αυτή κρίθηκε απαραίτητη λόγω του ελαφρού σκελετού, που περιορίζει την ισχύ των αρθρώσεων.

Στον εναέριο τομέα, το SPIDAR επέδειξε ικανοποιητικό έλεγχο κατά την πτήση, ακόμα και κατά την εκτέλεση σύνθετων κινήσεων. Ωστόσο, παρατηρήθηκε μειωμένη σταθερότητα κατά το περπάτημα, λόγω ταχείας ανύψωσης των ποδιών και περιορισμένης δύναμης των κινητήρων. Οι ερευνητές σχεδιάζουν την ενσωμάτωση δυναμικού συστήματος ανάδρασης, το οποίο θα επιτρέπει πιο εξελιγμένο έλεγχο της ώθησης σε πραγματικό χρόνο.

Τα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν δοκιμές σε ανώμαλα εδάφη, όπως σκάλες ή βραχώδεις επιφάνειες, και την ανάπτυξη λειτουργιών ολικής σωματικής χειραγώγησης, διευρύνοντας τις εφαρμογές του ρομπότ σε σενάρια διάσωσης ή εξερεύνησης επικίνδυνων ή απρόσιτων περιοχών για τον άνθρωπο.

[via]