Недавно созданный реальный трансформер способен перенастраивать свое тело для достижения восьми различных типов движений и может автономно оценивать окружающую среду, с которой он сталкивается, чтобы выбрать наиболее эффективную комбинацию движений для маневрирования.
Новый робот, получивший название M4 (для мультимодальной мобильности Morphobot), может передвигаться на четырех колесах, превращать свои колеса в роторы и летать, стоять на двух колесах, как сурикат, чтобы перелезать через препятствия, «ходить», используя колеса как ноги, использовать два ротора, чтобы подниматься по крутым склонам. на двух колесах, кувыркаться и многое другое.
Робот с таким широким набором возможностей мог бы найти применение в самых разных областях — от транспортировки раненых людей в больницу до исследования других планет, говорит Мори Гариб (доктор философии, 83 года), профессор аэронавтики и биоинженерии имени Ханса В. Липмана и директор Центра автономных систем и технологий Калифорнийского технологического института. (АКТЕРСКИЙ состав), где был разработан робот.
M4 — детище Гариба и Алирезы Рамезани, доцентов кафедры электротехники и вычислительной техники Северо-Восточного университета. Команда, поддерживающая технические аспекты M4, состояла из Эрика Сихайта, аспиранта-исследователя в области аэрокосмической техники в Калифорнийском технологическом институте; Резы Немови, инженера-конструктора в CAST; и Араша Калантари из JPL, которым Caltech руководит для НАСА. Статья, анонсирующая нового робота, была опубликована в Nature Communications 27 июня.
«Наша цель состояла в том, чтобы раздвинуть границы передвижения роботов, разработав систему, которая демонстрирует исключительные возможности мобильности с широким спектром различных режимов передвижения. Проект M4 успешно достиг этих целей», — говорит Рамезани, автор-корреспондент журнала Nature
Коммуникационный документ.
Гибкость движений робота в сочетании с искусственным интеллектом позволяет ему выбирать, какая форма передвижения будет наиболее эффективной, исходя из рельефа местности перед ним. Представьте, что M4 исследует незнакомую среду: для начала он может передвигаться на четырех колесах, что является его наиболее энергоэффективным режимом. Поравнявшись с препятствием, таким как валун, он мог встать на два колеса, чтобы заглянуть за него и получить более четкое представление о местности впереди. Затем, если он видел овраг или другую особенность, которую колесный робот не мог пересечь, он мог перестроить свои колеса в роторы, перелететь через овраг на другую сторону и продолжить движение.
«При столкновении с неизвестной средой только роботы, обладающие способностью перепрофилировать свои мультимодальные компоненты с помощью искусственного интеллекта, могут добиться успеха», — говорит Гариб, соавтор статьи Nature Communications.
Одной из ключевых особенностей M4 является его способность перепрофилировать свои придатки на колеса, ножки или подруливающие устройства. Когда M4 нужно встать на два колеса, два из его четырех колес складываются, а их встроенные движители вращаются вверх, обеспечивая роботу равновесие. Когда M4 нужно взлететь, все четыре колеса складываются, и пропеллеры отрывают робота от земли.
Шарниры на колесных узлах позволяют M4 выполнять движение при ходьбе. В текущей версии M4 движение при ходьбе в основном является доказательством концепции. Однако, с учетом ожидаемых достижений, будущие поколения M4 могли бы обладать способностью эффективно передвигаться по пересеченной местности, с которой колесному роботу было бы трудно справиться.
На дизайн M4 сильно повлияла природа: Гариб и его коллеги были вдохновлены тем, как птицы чукар (разновидность куропаток) используют взмахи крыльев, чтобы получить преимущество при подъеме по крутым склонам, например, и как морские львы используют свои ласты для различных видов передвижения по морю и суше. земля. Хотя биологи ранее сообщали о подобных примерах перепрофилирования придатков из животного мира, концепции, которые они иллюстрируют, только сейчас исследуются в области инженерии.
M4 был оснащен автономными возможностями и может сам принимать решения о том, как лучше всего ориентироваться в сложной среде. Робот также был протестирован на открытом воздухе и ориентировался на местности кампуса Калифорнийского технологического института.
Статья Nature Communications озаглавлена «Мультимодальный мобильник Morphobot (M4), платформа для проверки перепрофилирования придатков для повышения пластичности локомоции».