Onderzoekers van het GRASP-laboratorium van de Universiteit van Pennsylvania hebben onlangs Modboat ontworpen, een robotboot die kan worden gebruikt om oceanen te bewaken of maritieme operaties uit te voeren. Deze goedkope waterrobot, gepresenteerd in een paper dat vooraf is gepubliceerd op arXiv, kan met één motor in het water zwemmen.

"Het oorspronkelijke idee voor dit project kwam van een paper uit 2015 geschreven door een team van Technion, in Israël, "Gedaliah Knizhnik, een van de onderzoekers die het onderzoek heeft uitgevoerd, vertelde TechXplore. "Mijn laboratorium, die goedkope robotica onderzoekt, sprong op het idee. We hadden al enige ervaring met waterrobots, dus dit was een geweldige kans om dat uit te breiden."

Het langetermijndoel van het onderzoek van Knizhnik en zijn collega's aan de Universiteit van Pennsylvania is het creëren van zwermen goedkope robotboten die taken als een team kunnen voltooien, in plaats van individueel. Hun recente studie is een eerste stap in die richting, het introduceren van het ontwerp voor een waterrobot die zowel efficiënt als betaalbaar is.

Modboot, de robot gemaakt door de onderzoekers, is vrij eenvoudig, toch kan het zich effectief in het water verplaatsen. De robot heeft een hoofdlichaam en twee flippers. Het beweegt met behulp van een enkele motor die zijn lichaam heen en weer zwaait, waardoor het kan peddelen en vooruit in het water.

De robot kan in een bepaalde richting worden gestuurd door de snelheid aan te passen waarmee de motor zijn lichaam naar links of rechts zwaait en hoe hard elk van zijn flippers peddelt. In tegenstelling tot de bij Technion ontwikkelde robot, waar de onderzoekers inspiratie uit haalden, Dankzij het unieke ontwerp van Modboat kan het ook goed in teams werken.

"Onze robot is niet zo'n goede zwemmer als sommige andere robots, maar dit ontwerp is uniek omdat het slechts één motor gebruikt, wanneer de standaardconventie dicteert dat je er minstens twee nodig hebt, " legde Knizhnik uit. "Dit maakt de robot goedkoop te fabriceren, dus we kunnen er veel bouwen en de zwakkere zwemprestaties compenseren."

De onderzoekers evalueerden hun robot in een reeks experimenten en ontdekten dat hoewel het behoorlijk goed presteert, het worstelt om in een rechte lijn te zwemmen. De reden hiervoor is dat het een hoge gevoeligheid heeft voor hoe de middenmassa wordt gepositioneerd.

Deze gevoeligheid vloeit voort uit de niet-nul rolhoek die de offsetmassa op de robot induceert, wat op zijn beurt de asymmetrie in de stuwkracht van zijn individuele vinnen vergroot. Tegen het einde van hun paper, de onderzoekers stellen een alternatieve ontwerpstrategie voor die deze gevoeligheid tot werkbare niveaus zou kunnen verminderen.

"Door robots betaalbaar te maken, krijgen we ze in de mainstream, maar betaalbare robots zijn vaak minder capabel dan hun dure tegenhangers, "Zei Knizhnik. "In dit onderzoek hebben we laten zien hoe we een uniek ontwerpprincipe kunnen gebruiken en aanpassen om het praktisch te maken - in dit geval door het vermogen van deze robot om in teams te werken te vergemakkelijken. Dat doen ze nog niet, maar we hebben het voorbereidende werk gedaan."

Hoewel de goedkope aquatische robot die door dit team van onderzoekers is geïntroduceerd veelbelovend is, het ontwerp moet nog worden verbeterd voordat het op grote schaal kan worden geïmplementeerd. In de toekomst, echter, het zou de weg kunnen effenen voor de creatie van betaalbare automatische robotboten die kunnen worden ingezet in vloten, missies op zee sneller en effectiever voltooien.

"Nu we hebben aangetoond dat dit ontwerp redelijk goed kan werken en zwemmen, we moeten het echt laten zwemmen waar we willen, " voegde Knizhnik eraan toe. "We werken eraan om het gespecificeerde paden te laten volgen, zodat we het kunnen gebruiken voor sensorplaatsing, meting, enzovoort."

© 2020 Wetenschap X Netwerk