מהו רובוט מרובע?

רובוט מרובע הוא רובוט שמחקה את תנועת הרבעה. ההשראה העיצובית שלה נובעת בעיקר מיונקים בטבע, כמו כלבים, חתולים, סוסים וכו 'בהשוואה לרובוטים עם גלגלים או מעקב, לרובוטים מרובעים יש יכולת הסתגלות של שטח חזק יותר ויכולים לנוע ביציבות בסביבות מורכבות, כמו הרים מחוספסים, חורבות או שלג.

בשנים האחרונות נוצרה התקדמות משמעותית בתחום הרובוטים המרובעים. לדוגמה, רובוט הספוט של בוסטון דינמיקה הועמד לשימוש בבדיקות תעשייתיות, אתרי בנייה ותרחישים אחרים. עם זאת, למרות היציבות והיכולת ההסתגלות המצוינת של רובוטים מרובעים, מהירות התנועה שלהם תמיד הייתה אחת מצווארי הבקבוק הטכניים. רוב הרובוטים המרובעים פועלים במהירות של כמה מטרים בלבד בשנייה, נמוכים בהרבה מיכולת הריצה של בעלי חיים רבים.

על מנת לפרוץ מגבלה זו, החוקרים החלו לחפש השראה מהטבע, וחולדות קנגורו הפכו לאובייקט ביוני חשוב.

ג'רבוזה הם מכרסמים קטנים המתגוררים באזורים מדבריים, הידועים ביכולת הקפיצה המצוינת שלהם וריצה במהירות גבוהה. מבנה הרגל האחורית של ג'רבואס הוא מיוחד מאוד, עם המאפיינים הבאים:

עגלים ארוכים וחזקים:

עצמות העגל של ג'רבוזה דקות ואור, ויכולות לאחסן ולשחרר כמות גדולה של אנרגיה פוטנציאלית אלסטית.

מערכת גידים יעילה:

לגידים של ג'רבואות יעילות אלסטית גבוהה במיוחד, שיכולה להפחית את אובדן האנרגיה בעת קפיצה וריצה.

יכולת תגובה מהירה:

מערכת העצבים של ג'רוטות יכולה להתאים במהירות את מתח השרירים והגידים, ובכך להשיג קפיצה וריצה יעילים.

מאפיינים אלה מאפשרים לג'רבוזה לנוע במהירות במדבר, להימנע מטורפים ולמצוא אוכל. על ידי חיקוי מבנה העגל של ג'רבוזה, החוקרים עיצבו סוג חדש של עגל סיבי פחמן ויישמו אותו על רובוטים מרובעים.

סיבי פחמן הם חומר קל משקל וחוזק גבוה הנמצא בשימוש נרחב בציוד וייצור רכב וציוד ספורט. ברובוטים מרובעים, לתכנון עגל סיבי פחמן יש את היתרונות הבאים:

קַל מִשְׁקָל:

צפיפות סיבי הפחמן נמוכה בהרבה מזו של חומרי מתכת, שיכולים להפחית משמעותית את משקל הרובוט, ובכך להגדיל את מהירות התנועה שלו.

חוזק גבוה:

חוזק סיבי הפחמן גבוה יותר מזה של מרבית חומרי המתכת ויכול לעמוד בהשפעה העצומה הנוצרת בעת ריצה במהירות גבוהה.

מודולוס אלסטי גבוה:

לסיבי פחמן יש תכונות אלסטיות טובות ויכולים לאחסן ולשחרר אנרגיה כמו גידים של ג'רבונים, ובכך לשפר את יעילות התנועה של הרובוט.

גולת הכותרת הגדולה ביותר של הרובוט המרובע הזה היא שמהירות הריצה שלו עולה על 10 מ '/ש', שהיא מהירה בהרבה מהרובוטים הקיימים הקיימים ואפילו קרובים למהירות הריצה של ברדלס (כ- 30 מ '/ש'). פריצת דרך זו נובעת בעיקר מהטכנולוגיות הבאות:

שילוב של עיצוב ביוני וחומרי סיבי פחמן:

על ידי חיקוי מבנה העגל של ג'רבואה ושילוב המאפיינים הקלים והחוזקים הגבוהים של חומרי סיבי פחמן, הרובוט יכול לשמור על יציבות ויעילות בעת הפעלה במהירות גבוהה.

המרת אנרגיה יעילה:

מנגנון אחסון האנרגיה האלסטית של עגל סיבי הפחמן יכול להמיר את האנרגיה הקינטית של הרובוט לאנרגיה פוטנציאלית אלסטית ולשחרר אותה בשלב הבא, ובכך להפחית את אובדן האנרגיה.

מערכת בקרה חכמה:

הרובוט מצויד באלגוריתמים לבקרת תנועה מתקדמים שיכולים להתאים את זוויות ההליכה והמשותפים בזמן אמת כדי להסתגל לדרישות השטח והמהירות השונות.

לרובוט המרובע המהיר ביותר בעולם יש סיכויי יישום רחבים בתחומים רבים:

הצלה וחיפוש והצלה:

בזירת אסון טבע או תאונה, הרובוט יכול להיכנס במהירות לאזור המסוכן כדי לחפש ניצולים או להעביר מידע.

צבאי וביטחון:

הרובוט יכול לשמש לסיורי גבול, משימות סיור או טיפול בסחורות מסוכנות.

לוגיסטיקה ותחבורה:

בשטח מורכב, הרובוט יכול להעביר במהירות חומרים, במיוחד במקומות קשים לגישה כמו אזורים הרריים או אזורי אסון.

מחקר מדעי:

ניתן להשתמש ברובוט לחקר מנגנוני תנועה של בעלי חיים, תכנון ביוני ואלגוריתמים לבקרת תנועה במהירות גבוהה.