Робот массой один грамм научился прыгать по ступенькам
Инженеры Вашингтонского университета разработали DirectHop — робота массой около одного грамма, способного совершать несколько последовательных прыжков и подниматься на высоту, достаточную для преодоления стандартной лестничной ступени. Прыжки почти на два порядка энергоэффективнее полёта, что делает таких роботов перспективной альтернативой дронам.
DirectHop использует крошечный электромотор и три складные ноги, подпрыгивая на заданную высоту с точностью до сантиметра. После приземления робот может пошевелиться, чтобы встать на ноги, и подготовиться к следующему прыжку. Прототип помещается на ладони. Большинство прыгающих роботов копируют блох, работающих на пружинах и защёлках, но у таких конструкций дальность прыжка регулируется плохо, а сами механизмы сложно изготавливать в малом масштабе. Решение DirectHop — полностью отказаться от пружины.
«Мы обнаружили, что очень маленький электромотор способен ускоряться достаточно быстро, чтобы напрямую обеспечить прыжок, подобно тому как мышцы ног лягушки напрямую питают её прыжок, — говорит ведущий автор Ханьцюань Ван. — Мы также выяснили, что, регулируя ток, подаваемый на мотор, можно заставить робота прыгать на определённое расстояние».
Мотор прикреплён к стойке отрезком лески: при ускорении он наматывает леску и подтягивает себя вверх, раскрывая шарнирные ноги. Поскольку в воздухе устройство кувыркается, добавлена защитная клетка, поддерживающая его при падении на бок. Поставить робота на ноги удаётся в 90% случаев. Конструкция вдохновлена коробчатыми черепахами, способными переворачиваться со спины на ноги.
Группа небольших и дешёвых прыгающих роботов способна обследовать территорию значительно дешевле летающих дронов. Среди возможных сценариев — поиск утечек газа на нефтеперерабатывающих заводах, мониторинг расхода воды и удобрений на фермах, инспекция труднодоступных участков инфраструктуры, обследование завалов и зон чрезвычайных ситуаций, где компактные устройства могут проникать в щели, недоступные для крупной техники. Ещё одно направление — исследование других планет, где рой таких роботов может покрывать большие площади при минимальных затратах. По оценке разработчиков, производство полностью укомплектованного DirectHop может стоить около $10, что делает его полурасходным дополнением к более дорогим и способным машинам. «Мы могли бы отправить в поле 100 или даже 1000 таких роботов. Если некоторые потеряются или выйдут из строя, это не провал. Команда в целом справится с задачей», — говорит Ван.
