ROCR — робот, который умеет карабкаться по стенам

Удобство использования компактных и мобильных роботов там, где человек работать не сможет в силу разных причин, уже доказанный факт. Так, людям нет необходимости взбираться на высокие стены, спускаться в глубокие шахты и вообще по-разному подвергать свою жизнь опасности в ситуациях, когда нужно выполнять простые действия вроде наблюдения за работой механизмов или их ремонта в труднодоступных местах. Именно с такой целью и создаются небольшие роботы, способные передвигаться по вертикальным поверхностям, и один из них, пока еще находящийся на стадии разработки и усовершенствования – ROCR.

Этот малыш весом всего в полкилограмма и габаритами 31 см в ширину и 46 см в длину создан командой ученых во главе с инженером-механиком Вильямом Прованчером (William Provancher) из Университета Юты (University of Utah). Робот также оснащен мотором, двумя цепкими захватными устройствами-когтями и хвостом-маятником, который, кстати, помогает устройству в передвижении по вертикальной поверхности. На данный момент ROCR способен взобраться по 2,5-метровой обтянутой ковровым покрытием стене всего за 15 секунд.

Подобных роботов уже создано немало. Однако именно ROCR отличается высокой эффективностью «лазанья», он быстро передвигается и не падает.
Если ранее акцент в работе подобных устройств делался именно на скорости и на том, как должен передвигаться робот, то в случае ROCR ученые старались «научить» механизм двигаться эффективно и с показательным КПД. В результате тестирований было доказано, что КПД этого компактного робота составляет 20%. (Для сравнения: двигатель автомобиля в среднем работает с КПД в 25%, в зависимости от марки, конечно.)

В случае с ROCR эффективность его работы определяется соотношением выполненных действий во время подъема по вертикальной поверхности к количеству потребляемой им энергии.

Перед началом тестирования устройства ученые решили создать компьютерный симулятор ROCR, чтобы на виртуальном примере изучить особенности его работы. Благодаря симулятору и анализу полученных данных сам робот был еще более точно настроен – чтобы работать эффективнее. Затем исследователи провели эксперименты, изучили, как быстро и сильно раскачивается хвост-маятник (благодаря которому во многом совершаются движения – об этом ниже). Оказалось, что самая эффективная для работы ROCR частота раскачивания хвоста такая же, как и у маятника обычных часов – 1,125 раз в секунду. Размах маятника должен составлять 120° в обе стороны или по 60° в каждую, а идеальное расстояние между захватными когтями должно быть 12,5 см.

Что же касается такого необычного строения механизма? Маятник, когти и поперечный стабилизатор вроде бы не представляют собой замысловатую конструкцию. В этом-то и суть концепции: робот должен быть простым в исполнении и работать на основе несложного механизма. Это и гарантирует высокую эффективность его работы. Так, мотор, закрепленный в центре конструкции, приводит механизм в движение, маятник качается и заставляет подниматься вверх одну из сторон перекладины, на которой закреплен коготь. Этот коготь цепляется за поверхность, и в то же время маятник совершает движение вниз, поднимая уже вторую сторону перекладины и позволяя второму когтю закрепиться выше на поверхности. Батарейка, питающая мотор, находится на конце маятника, и она же выполняет функцию груза, помогающего хвосту равномерно раскачиваться.

Robot climbs walls 1-269x300Оснащенный микрокомпьютером и сенсорами, ROCR работает абсолютно автономно и способен управлять своими движениями при выполнении работы.

Интересная особенность робота заключается в том, что его поступательные движения и раскачивания хвоста ученые скопировали из живой природы. Ведь именно таким образом передвигаются по веткам обезьяны, в частности, гиббоны. Кроме этого, прототипом устройства также послужил и собственно маятник обычных часов.

На данный момент ROCR находится в стадии прототипа, и ученые еще и сами толком не решили, в каких областях и для каких целей будет использоваться этот механизм. Они предложили пока только использование ROCR в качестве обучающего инженерии приспособления или забавной игрушки. Однако в планах у них – работа над дальнейшим усовершенствованием робота – чтобы «научить» его передвигаться и по другим поверхностям кроме обитой ковровым покрытием, и сделать его пригодным к применению в более серьезных и полезных целях.

При копировании материала ссылка на сайт robotor.ru обязательна.