Массу в 250 граммов и бег со скоростью 2,5 м/с получил миниатюрный био-андроид от EPFL и MIT

Источник: IEEE Spectrum

Двести пятьдесят граммов общей массы корпуса и относительную скорость бега в два с половиной метра в секунду зафиксировала совместная исследовательская группа швейцарского института EPFL и Массачусетского технологического института MIT при испытаниях ультралегкого биомиметического двуногого робота. Университетская команда ученых продемонстрировала возможности микроскопической робототехнической платформы, разработанной для проведения поисково-спасательных операций в условиях завалов разрушенных зданий и узких технических коммуникаций.

Аппаратная конфигурация экспериментального двуногого микроробота базируется на сверхлегком углепластиковом каркасе с интегрированными пьезоэлектрическими приводами суставов высокого давления. Конструкция биомиметических нижних конечностей имитирует механику движений быстрых насекомых и мелких птиц, обеспечивая высокую частоту шага до сорока герц.

Вычислительным ядром компактного устройства выступает специализированный микроконтроллер с низким энергопотреблением, поддерживающий алгоритмы автономной динамической балансировки. Программный стек считывает крен корпуса в режиме реального времени, автоматически корректируя угол приземления стопы при преодолении препятствий, превышающих рост самого аппарата.

Сенсорный массив включает сверхминиатюрные оптические датчики потока, микроскопические акселерометры и контактные тензорезисторы на кончиках лапок. Бортовой компьютер обрабатывает физические метрики со скоростью до пятисот обновлений в секунду, предотвращая опрокидывание робота при беге по качающимся поверхностям.

Швейцарско-американская инженерная группа под руководством ученых из лаборатории биоробототехники EPFL сфокусирована на преодолении масштабно-массовых ограничений в мобильной робототехнике. Уменьшение габаритов корпуса снизило инерцию суставов, позволивши роботу выдерживать падения с высоты, многократно превышающей его собственный рост.

Проведение серии натурных тестов подтвердило способность микроустройства уверенно передвигаться по сыпучим песчаным грунтам и узким пластиковым трубам диаметром менее десяти сантиметров. Алгоритмы адаптивного управления автоматически подстраивают жесткость пружинных элементов ног под рельеф.

Запуск программы дальнейшей доработки сверхлегких платформ создает технологический задел для создания автономных поисковых роев. Поставка подобных устройств спасательным службам позволит быстро обследовать опасные завалы после землетрясений без риска для жизни людей.

Параллельно с завершением лабораторного этапа инженерный отдел подготавливает интеграцию микроскопических газоанализаторов для поиска утечек. Накопленный в ходе испытаний массив кинематической телеметрии передается в открытые библиотеки для дообучения алгоритмов управления.