Poboljšanja u hodanju i trčanju robota

 

Naučnici Univerziteta Oregon State ostvarili su uistinu značajan korak napred na području robotike. Zahvaljujući ovom radu, roboti bi u budućnosti mogli i hodati i trčati i to uz minimalnu potrošnju energije.

Postizanjem optimalnog nivoa rada robotičkih mehanizama, istraživanja se rapidno približavaju realizaciji situacija slanja robota u vojne operacije, ugradnje prostetičkih udova koji bi mogli povećati izdržljivost i snagu ljudi, mogao bi se ostvariti čak i povratak funkcije nogu licima osuđenim na invalidska kolica. Poslednja rezultati istraživanja Laboratorija za robotičku dinamiku pri OSU prezentovaće se na čak dve konferencije od kojih je jedna IEEE konferencija za robotiku i automatizaciju.

Istraživački odsek OSU-a nedavno je primio podršku u iznosu od 750.000 dolara za rad na Programu pomeranja ljudskih potencijala u nauci. Podršku je odobrila Nacionalna fondacija za nauku. Dovršavanje robota koji će biti opremljen najnovijim tehnologijama trebao bi biti gotov već ovog leta.

"Rad na tehnologijama za pokretanje robota dugo se vremena oslanjao na iskustvo i intuiciju", objašnjava Jonathan Hurst, profesor asistent robotike i mehaničkog dizajna na Univerzitetu Oregon State. "Kroz naš smo se rad u biti vratili korak unazad ne bi li pomnije proučili osnove dinamike mehaničkih sistema. Želeli smo znati koji tip ponašanja robota možemo realno očekivati. Kamen ne može da leti, bez obzira kakvu vi programsku podršku za njega napišete. Ovde se radi o značajnom napretku kroz koji ćemo moći saznati što može, a što ne može raditi, i to pre konstrukcije samog robota ", dodaje Hurst.

Trenutno su pokretne trake najraširenija primena robotike. U tim situacijama roboti izvršavaju jednu te istu funkciju, poput podizanja i spuštanja komponenata sa trake i na nju, barem hiljadu puta na dan. Gledamo li sa strane pokreta, teško je kopirati ljude i životinje. Uz optimalnu 'potrošnju' energije, ljudi i životinje mogu se ravnomerno kretati po neravnom terenu pri čemu se ne možemo dovoljno nadiviti ujednačenoj reakciji mišića i tetiva. Na različite sile i spoljne uticaje reaguju na različite načine. Uzmite na primer držanje šolje kafe tokom vožnje po neravnom terenu, a da se pritom kafa ne prospe i situaciju u kojoj morate s naporom držati nešto, a da se ne pomakne.

U zadnjih nekoliko istraživanja, naučnici OSU-a su uspeli da dokažu kako se gore navedene situacije međusobno isključuju. Žele li ljudi promeniti dinamiku svoje ruke, oni reaguju opuštanjem suprotnih parova mišića. Što se tiče robota, pokazalo se da koliko su bolje u rešavanju jedne od gore navedenih situacija, toliko lošije rešavaju drugu. Pri izradi savremenih robota nastoji ih se učiniti što krućim, a da istovremeno mogu postići ujednačen hod. Ipak, za ovaj je pristup potrebna ogromna energija. Veliki trošak čini ove robote neadekvatnim za praktičnu primenu. Naučnici s OSU-a nastoje kreirati robot koji će imati iste, ako ne i bolje radne odlike, ali koji neće zahtevati toliku energiju; najbolje od oba sveta uz što verniju imitaciju životinjske dinamike.

"Želimo li učiniti robot atraktivnim, on će morati moći izvršavati ovakve zadatke i to uz što manju potrebu za energijom", ističe Hurst. "Postoje mašine koji mogu samostalno da hoda i ne iziskuju gotovo nikakvu energiju za rad, ali takvi roboti padnu čim nalete na najmanju moguću prepreku. Želimo li uštedeti na energiji, morat ćemo koristiti motore ili aktivne kontrole, a istovremeno održavati jednaku pasivnost." Pošto je njihov rad u skladu sa gore navedenim ciljevima, tim sa OSU-a nada se kako će osvojiti i tzv. "V" nagradu. Radi se o nagradi vrednoj 200.000 dolara za prvi robot koji može da pređe 10 km u 10000 s, preko i kroz prepreke te da mu je za to potrebna manja energija negoli je potrebna čoveku da izvrši isti zadatak. Deo tima sa OSU-a blisko sarađuje sa engleskim kolegama na proučavanju dinamike nojeva. Životinje, pa tako i nojevi, dok trče mogu brzo reagovati na neočekivane promene uslova na terenu. Tu bi se mogla skrivati toliko tražena veza sa robotikom.

"Dugoročno gledano, ne postoji razlog zbog kojeg ne bismo mogli moći konstruisati robote koji bi se mogli pohvaliti izvrsnom dinamikom pokreta", ističe Hurst. "Očito je kako bi ovaj rad mogao biti posebno zanimljiv vojsci i policiji. Naime, takve bi se robote moglo slati na izvršavanje najopasnijih misija i operacija. Lično, mislim kako bi mogao poslužiti čak i za razvijanje prostetičkih udova koji bi radili mnogo bolje od današnje tehnologije. Na osnovu ovog rada možda bi se moglo načiniti i spoljni skelet uz koji bi osobe osuđene na invalidska kolica mogle čak i prohodati. "

Izvor: Oregon State University, znanost.com

objavljeno: maj, 2010.