В цьому році Boston Dynamics почне продавати робота Spot Mini. Ми в «Популярною механіки» дуже чекаємо цього, а поки — роздивляємося інших роботів, на створення яких інженерів надихнули тварини.
В цьому році Boston Dynamics почне продавати робота Spot Mini. Ми в «Популярною механіки» дуже чекаємо цього, а поки — роздивляємося інших роботів, на створення яких інженерів надихнули тварини.
Редакція ПМ
Спритний чотириногого стрибун Spot Mini був списаний інженерами Boston Dynamics з собаки, але ходою нагадує швидше за птицю або ящірку — в будь-якому випадку, щось з тваринного світу. Творці роботів запозичують форм-фактори тварин не від браку фантазії: живі істоти — продукт мільйонів років еволюції, і вони вижили тільки тому, що кожна деталь їх пристрою добре показала себе в реальних умовах. Було б нерозумно ігнорувати величезна різноманітність дизайнерських рішень, запропонованих і обкатаних самою природою.
Білатеральна симетрія тіла — одне з ранніх досягнень еволюції. Перші істоти, що володіють нею, з’явилися близько 500 мільйонів років тому, в епоху, яку вчені називають Кембрийским вибухом з-за величезної різноманітності живих організмів, які вперше з’явилися тоді на Землі. Симетричне тіло виявилося ефективнішим інших форм і конфігурацій: з ним простіше тримати рівновагу, з ним з’являється перед і зад, і тварина отримує можливість рухатися в потрібний бік — туди, де є їжа, або геть від хижака; коли тіло являє собою, наприклад, асиметричну спіраль, робити це набагато складніше.
Суглобові кінцівки, що вперше з’явилися приблизно в той же час, збільшили прохідність і швидкість і дозволили за порівняно короткий час долати великі відстані. Вони ж у багатьох випадках стали фундаментом для розвитку мозку: володіє кінцівками тварина вільно вивчає навколишній світ, зустрічає багато нового і дивного — і вчиться. Завдяки своїй ефективності і широким можливостям для адаптації симетричне тіло з суглобовими кінцівками стало дуже поширеним варіантом у живій природі.
Тварини рухаються ефективно і легко пристосовуються до нових умов і ситуацій. Це легко помітити, спостерігаючи за тим, як полює кішка або собака — або придивившись до себе: ми навіть не помічаємо, як переходимо з асфальту на гравій, траву або пісок, а адже це вимагає складної адаптації ходи під нове покриття. Творці роботів прагнуть зробити свої творіння такими ж ефективними, тому часто імітують природний «дизайн».
Робот — страус
Страус — нащадок динозаврів, і досить успішний, раз зміг дотягнути до наших днів в той час, коли менш щасливі види назавжди зникли з лиця землі. Дослідники з Institute for Human and Machine Cognition у Флориді взяли за основу ходу страуса і зробили мінімалістичного робота. Рухом робострауса керує комп’ютер, що обробляє дані, що надходять з численних датчиків. Розумна система управління дозволила інженерам обійтися всього одним мотором, і зробити машину, яка здатна абсолютно самостійно утримувати рівновагу і розвивати швидкість до 19 км/год на біговій доріжці — непоганий результат навіть для тренованого легкоатлета. «Не у всі місця на планеті можна проникнути на гусеницях або колесах; бипедальный робот-страус і схожі на нього роботи коли-небудь зможуть пробігти там, де не пройдуть інші», — сподівається один з творців робострауса Джонні Годовски (Johnny Godowski)
Робот-лінивець
Лінивець — не перша тварина, яке приходить на розум, коли замислюєшся про джерела натхнення для роботів. І марно. Лінивці дуже ефективно витрачають енергію, особливу механічний пристрій скелета і м’язів дозволяє їм без зусиль робити те, з чим ледь-ледь справляються такі спритні і сильні люди, а саме — висіти на деревах. Створюючи робота для моніторингу полів, дослідники з Технологічного інституту Джорджії надихалися витривалістю лінивців.
«Моніторинг полів — завдання технічно складна. Колісні роботи застряють в коках, а час польоту бпла сильно обмежена ємністю батарей. Тому ми запропонували новий підхід: роботів-лінивців, які рухаються з натягнутим над полем тросах. Над багатьма сільськогосподарськими угіддями вже протягнуті якісь мотузки або канати, тому нову інфраструктуру для наших роботів створювати не доведеться», — пояснює Джонатан Роджерс (Jonathan Rogers), один з творців роболенивца. Длиннолапая конструкція вміє висіти, переповзати по тросу або з троса на трос, вона орієнтується по сенсорам, розміщеним між кінцівками.
Робот-тарган
Таргани були на цій планеті старожилами задовго до того, як з’явився загальний предок людини і кішки. Ми, ссавці, порівняно з ними — молоді і недосвідчені істоти. Звичайно, живучістю таргани зобов’язані не тільки будовою тіла, але і вона зробила їм за останні 200 мільйонів років хорошу службу. Таргани, наприклад, дуже швидкі: якби ми володіли таким же співвідношенням швидкості до маси тіла, то легко розганялися до 300 з гаком кілометрів на годину. Можливо, тому тараканий біг надихнув не одну, а кілька груп інженерів-робототехніків. У Гарварді зібрали тараканоподобного робота HAMR — у нього, правда, не шість ніг, а всього чотири, але їх рухи імітують рухи тарганів лапок, тому HAMR бігає швидко, і при цьому витрачає на рух відносно небагато енергії. Іншого роботаракана зробили в Каліфорнійському технологічному інституті; він вміє, не зупиняючись, перемикатися з режиму бігу по рівній поверхні на режим «в гору».
Робот — гекон
Коли інженери черпають ідеї у природи, результат не обов’язково нагадує джерело натхнення. Він може бути взагалі на нього не схожий — як у випадку з роботом-гекконом, створеному фахівцями з Лабораторії реактивного руху NASA. Від витонченої ящірки в ньому тільки одна деталь, найважливіша — маніпулятори, здатні надійно захопити об’єкт масою до 370 кілограм. Гекони — майстра забиратися на будь-які поверхні; робити це їм дозволяють крихітні, але дуже складно влаштовані волосинки на лапках. Виявилося, що цей механізм кріплення відмінно працює в умовах мікрогравітації — а саме це і потрібно було творцям прототип робота, який повинен займатися збором космічного сміття.
Робот-скат
Не всі роботи створюються для роботи на суші. Логічно, що дизайн плавучих машин інженери запозичують у морських мешканців. Відмінний приклад — робот-манта, MantaDroid, створений в Національному університеті Сінгапуру. Як і його аналог живої, цей робот плаває швидко: два корпуси в секунду при немаленьких для плавучого безпілотника розмірах 63,4 см у ширину та 35 см у довжину. Гнучкий механізм в центрі конструкції дозволяє робоскату використовувати лише по одному приводу на кожен плавець, основну роботу робить створюваний невеликим рухом плавця потік води. «Роботи, подібні до цього, можуть стати відмінними підводними розвідниками; їх можна використовувати для моніторингу підводних інфраструктурних об’єктів, для дослідження дна, а також у пошукових та рятувальних операціях», — коментує один з творців робоската.
Thanks!
Our editors are notified.