Am 9. Oktober haben Forscher des California Institute of Technology einen zweibeinigen Roboter entwickelt, der zweibeinige Geh- und Flugbewegungen kombiniert, was ihn extrem flexibel macht und komplexe Bewegungen wie Gleiten ausführen kann. Skaten, Seiltanzen usw.

▲LEO geht am Seil entlang, das zwischen den Bäumen gebunden ist

Das Design dieses Roboters ist von den verschiedenen Verhaltensweisen der Vögel zwischen Gehen und Fliegen inspiriert. Die Forscher nannten es LEONARDO (legs on the „legsonboarddrone“-Drohne, kurz LEO). LEO kann durch mehrgelenkige Beine und Propeller auf Propellerbasis eine feine Kontrolle seiner eigenen Balance erreichen.

Die Forscher stellten in dem Forschungspapier fest, dass LEO dank seiner Hybridbewegungsfähigkeiten verschiedene Aufgaben ausführen kann, die für Menschen und herkömmliche Roboter schwierig zu erfüllen sind. Der Einsatz in großer Höhe wird eine der am besten geeigneten Anwendungen für LEO sein, wie die Wartung von Hochspannungsleitungen und das Spritzen von Farbe auf Höhenbrücken.

Die Forschung wurde an diesem Mittwoch in Science Robotics, einer Unterzeitschrift von Science, veröffentlicht und erschien diesen Monat auf dem Titelblatt der Zeitschrift. Der Titel der Arbeit lautet "Abipedalwalkingrobotthatcanfly, slackline, andskateboard (a biped walking robot that can fly, walk a wire, and skateboard)".

Zuerst. Ändern Sie die traditionelle Bewegungsart, damit der Roboter laufen und fliegen kann

Die meisten der existierenden Roboter können sich am Boden oder in der Luft bewegen, aber es gibt fast keine Roboter, die diese beiden Bewegungsmodi haben. Darüber hinaus verfügen die bestehenden Roboter selten über die Fähigkeit, komplexe Aufgaben zu erfüllen.

Bodenroboter haben Bein-, Rad-, Krabbel- und andere Formen. Unter ihnen haben zweibeinige Roboter viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen, weil sie das Aussehen von Menschen haben und wie Menschen gehen, laufen und springen können. Allerdings wird die Bewegung von Bodenrobotern durch unwegsames Gelände leicht eingeschränkt und auch der Einsatzbereich ist auf die Bodennähe beschränkt, was Arbeiten in der Höhe erschwert.

Fliegende Roboter können alle Arten von unwegsamem Gelände ignorieren und Luftarbeiten wie Fernerkundung, Lieferung, Suche und Rettung sowie Inspektion durchführen. Aber auch die eigenen Mängel sind sehr offensichtlich, wie hoher Energieverbrauch, kurze Flugzeit und begrenzte Tragfähigkeit. Da Flugroboter bei der Arbeit in der Luft für ihre eigene Stabilität sorgen müssen, ist es außerdem schwieriger, physisch mit Objekten zu interagieren als Bodenroboter.

Die Forscher kombinierten die Vorteile dieser beiden Roboter, sodass LEO Geh- und Flugbewegungsmodi für gemischte Bewegungen kombinieren und sich durch Umschalten zwischen verschiedenen Bewegungsmodi an verschiedene unwegsames Gelände anpassen kann.

▲LEO ging zur Vorderseite der Treppe und flog die Treppe hinunter

▲Elektronische und mechanische Teile von LEO

LEO kann über seinen Bordcomputer und seine Sensorik komplett autonom arbeiten. Je nach Art des zu überwindenden Hindernisses kann es entweder Gehen oder Fliegen verwenden oder beides nach Bedarf mischen.

Während des Gehens sorgen die Propeller von LEO dafür, dass er beim Gehen aufrecht bleiben kann, und die Beinaktuatoren bewegen den Schwerpunkt des Roboters nach vorne, indem sie die Position der Beine ändern, um das Gehen zu erreichen. Im Flug kann LEO allein Propeller verwenden und wie eine Drohne fliegen.

▲LEO Skateboard um Hindernisse zu umgehen

Die Forscher sagten in dem Papier: "Vielleicht sind die am besten geeigneten Anwendungen für LEO solche, die Operationen in großer Höhe beinhalten. Diese Aufgaben sind normalerweise für den Menschen gefährlich und erfordern Roboter, um sie zu ersetzen."

Die aktuelle Hochspannungsleitungsinspektion wird beispielsweise von Profis durchgeführt, die nicht nur die Leitung aus der Ferne inspizieren müssen, sondern auch zur Inspektion und Wartung auf die Leitung gehen. Mit LEO muss kein Personal an den Drähten hochklettern, sondern verwendet den Roboter nur, um auf Hochspannungsleitungen zu fliegen und für Wartungsarbeiten an den Drähten entlang zu gehen. Dadurch werden die Wartungskosten gesenkt und das Risiko von Sturzopfern verringert.

Neben diesen Effekten kann die für LEO entwickelte Technologie auch die Entwicklung adaptiver Fahrwerkssysteme fördern. Das Forschungsteam stellt sich vor, dass zukünftige Mars-Drehflügler mit Beinfahrwerken ausgestattet werden können, damit sie bei der Landung auf abschüssigem oder unebenem Gelände das Gleichgewicht halten und so das Risiko eines Landefehlers verringern.

Als nächstes plant das Team, die Leistung von LEO zu verbessern, indem es das Beindesign verbessert, um es stärker zu machen, um schwerere Roboter zu unterstützen und den Schub des Propellers zu erhöhen. Darüber hinaus hoffen sie, dass LEO autonomer sein kann, sodass der Roboter beim Gehen in unwegsamem Gelände verstehen kann, wie viel Gewicht die Beine tragen und wie viel Schub der Propeller benötigt.

Die Forscher planen außerdem, LEO mit einem neu entwickelten Steuerungsalgorithmus auszustatten, der die Landung der Drohne über ein tiefes neuronales Netzwerk steuert, damit der Roboter die Umgebung besser verstehen und selbst die beste Kombination aus Gehen, Fliegen oder Mischbewegungen entscheiden kann . Die sicherste und energiesparendste Art, sich von einem Ort zum anderen zu bewegen.

Abschluss: Roboter Leo Kann rennen und fliegen, so dass der Anwendungsbereich von zweibeinigen Robotern breiter ist

Aufgrund ihres menschlichen Aussehens können zweibeinige Roboter Menschen nachahmen, um verschiedene Aufgaben zu erledigen. Aufgrund von Umgebungs- und Geländebedingungen wird die Bewegung von Biped-Robotern jedoch in vielen Fällen eingeschränkt sein.

LEO kombiniert Gehen und Fliegen, um zweibeinigen Robotern das Laufen und Fliegen zu ermöglichen, das Hindernis des Geländes zu überwinden und es breiter zu verwenden.

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Mobiler Cobot