BirdBot робот е енергийно ефективен благодарение на природата
Екип от учени към Институт за интелигентни системи Макс Планк конструираха двукрак робот функциониращ чрез мрежа от „мускули и сухожилия“, която се простира през множество стави. Така робот BirdBot се нуждае от по-малко двигатели за разлика от други аналози.
Щраусите, някои от които тежат над 100 кг, преминават през саваната със скорост до 55 км/ч. Смята се, че изключителните двигателни характеристики на щраусите се осигуряват от структурата на краката на животното. За разлика от хората, птиците сгъват краката си назад, като дърпат краката си към тялото. Защо животните правят това? Защо този модел на движение на краката е енергийно ефективен при ходене и бягане?
Александър Бадри-Шпрьовиц е отделил повече от пет години върху тези въпроси. В Института за интелигентни системи Макс Планк той ръководи Dynamic Locomotion Group. Неговият екип работи на интерфейса между биологията и роботиката в областта на биомеханиката и невроконтрола. Динамичното движение на животни и роботи е основният фокус на групата. „В нашия робот ние внедрихме свързаната механика в крака и стъпалото, което позволява енергийно ефективно и здраво ходене на робот.“
Свързването на ставите на крака и стъпалото и съответните сили и движения може да са причината голямо животно като щраус да може не само да тича бързо, но и да стои, без да се уморява. Човек с тегло над 100 кг също може да стои добре и дълго, но само със „заключени“ колене при изпънато положение. Ако човекът кляка леко, той става напрегнат след няколко минути. Птицата обаче изглежда няма нищо против нейната структура на свитите крака – много птици дори стоят изправени докато спят. Кракът на роботизирана птица трябва да може да направи същото: не трябва да е необходима двигателна мощност, за да поддържа конструкцията изправена. Учените конструираха изкуствени крака на птица, така че стъпалото да няма мотор, а вместо това става, оборудвана с пружинен и кабелен механизъм. Стъпалото е механично свързано с останалата част от ставите на крака чрез кабели и макари. Всеки крак съдържа само два мотора – мотор на тазобедрените стави, който люлее крака напред-назад, и малък мотор, който огъва колянната става, за да издърпа крака нагоре. След сглобяването изследователите разхождаха BirdBot по бягаща пътека, за да наблюдават как кракът на робота се сгъва и разгъва.
Структурата на крака на птицата не само пести енергия по време на ходене и стоене, но също така е адаптирана от природата, така че животното почти не се препъва и наранява. Именно при BirdBot всичко има повече смисъл: кракът се превключва механично, ако има неравности в земята. Превключването става незабавно и без забавяне във времето. Подобно на птиците, роботът се отличава с висока устойчивост на движение.
