Een team van onderzoekers van de Carnegie Mellon University heeft onlangs een methode voorgesteld om de verticale mobiliteit van een gerenommeerde hexapod-robot te verbeteren. Hun aanpak, gepresenteerd in een paper dat vooraf is gepubliceerd op arXiv, omvat de toevoeging van microspines aan RHex, een bestaand op kakkerlakken geïnspireerd robotplatform dat is ontworpen om met relatief hoge snelheid door ongestructureerde omgevingen te navigeren.

Hoewel zeldzaam, microspines zijn eerder bestudeerd door onderzoekers van andere instellingen en organisaties. In hun werk, het team van Carnagie Mellon liet zich inspireren door het werk van andere teams van Stanford's Biomimetics and Dexterous Manipulation Lab en de Extreme Environment Robotics-groep van NASA-JPL.

"Dit werk begon als een semester lang project voor de Robot Design and Experimentation-klas van professor Aaron Johnson bij CMU, "Mat Marton, een van de onderzoekers die het onderzoek heeft uitgevoerd, vertelde TechXplore. "Veel van de teamleden hebben in het Robomechanics Lab met X-RHex gewerkt, een eenvoudige maar robuuste robot die bijna elk ruw terrein kan doorkruisen. Echter, X-RHex wordt belemmerd door steile hellingen en verticale wanden, dus ons team besloot om het klimvermogen te verbeteren door microspine-voeten toe te voegen en een lichter lichaam te ontwerpen."

De nieuwe versie van RHex voorgesteld door Martone en zijn collega's, genaamd T-RHex, is aangevuld met microspine-voeten die het ideaal maken voor het beklimmen van natuurlijke oppervlakken. Deze microspine voeten gebruiken tientallen kleine haken om op millimeterschaal oppervlakte-onregelmatigheden op muren te vangen, vastkleven en de robot in staat stellen om op verschillende oppervlakken te klimmen. Deze microspines werken heel goed op ruwe rotsachtige oppervlakken, betonnen en bakstenen oppervlakken, evenals zachtere oppervlakken, zoals hout, omdat deze allemaal tal van 'catch-points' hebben die gewoonlijk worden aangeduid als oneffenheden.

"Andere klimmethoden zoals gekko-lijm en zuignappen zijn beter voor glas of gepolijst metaal, maar zou falen op natuurlijke oppervlakken, die realistischer zijn voor het gebruik van onze robot, " legde Martone uit. "Door microspines aan de achterkant van de voeten van de robot toe te voegen, we laten zijn voorwaartse loopbeweging op de grond onaangetast, met behulp van een speciaal ontworpen achterwaartse beweging om te klimmen."

De onderzoekers evalueerden hun verbeterde RHex-platform in een reeks experimenten op drie soorten oppervlakken:kurk, baksteen en multiplex. Ze ontdekten dat T-RHex in staat was om statisch te hangen op hellingen tot 135 ° vanaf horizontaal (45 ° overhang) en hellingen op te stijgen tot 55 ° zonder verlies van grondmobiliteit.

"Ons team was erg enthousiast over de mogelijkheid om zich vast te klampen aan uitsteeklengtes tot 45°, maar praktisch het belangrijkste resultaat is de steile helling, "Zei Martone. "Ons werk bij het ontwerpen van deze voeten en het patroon van klimmende voetstappen is direct toepasbaar op andere robots van het RHex-type, wat het soort terrein dat ze zouden kunnen veroveren zal uitbreiden."

In de laatste twee decennia, studies uitgevoerd aan verschillende universiteiten wereldwijd hebben het RHex-platform aanzienlijk verbeterd, mogelijkheden zoals hardlopen, springen, en traplopen. In hun recente studie, Martone en zijn collega's hebben aan deze onderzoekspool toegevoegd door de verticale mobiliteit van de robot en dus zijn klimmogelijkheden te verbeteren. Volgens de onderzoekers is RHex kan binnenkort nog grotere obstakels overwinnen en dit zou zijn inzet als verkenningsrobot mogelijk maken, het systeem van de ladingslevering, of zelfs een natuurwaarnemer.

"We richten ons nu op het verbeteren van de beweging die T-RHex gebruikt om te klimmen om eindelijk een volledig verticale opstijging te bereiken, "Zei Martone. "We willen ook verdergaan met het ontwerp van de benen om flexibeler en duurzamer te zijn om grondsprinten mogelijk te maken."

© 2019 Wetenschap X Netwerk