يمكن للروبوتات ذات العجلات التنقل في مجموعة متنوعة من البيئات الداخلية والخارجية، والسفر لمسافات أطول مع مخاطر أقل لفقدان التوازن. وفي حين حققت بعض الروبوتات ذات العجلات نتائج واعدة للغاية في السنوات الأخيرة، فإن معظمها غير قادر على التغلب على الخطوات بشكل موثوق (أي الأسطح المرتفعة فوق مستوى سطح الأرض).
إن عدم قدرة العديد من الروبوتات ذات العجلات على التغلب على الخطوات يحد من تطبيقاتها في العالم الحقيقي، من خلال زيادة خطر تعثرها في إحدى الخطوات والفشل في إكمال المهام. إن التصميم المحتمل الذي يمكن أن يساعد في التغلب على هذا القيد يستلزم إزالة حواف العجلات، مما ينتج أسلوب حركة يشبه المشي بدلاً من حركة التدحرج التقليدية.
قام الباحثون في معهد كيوشو للتكنولوجيا مؤخرًا بتطوير روبوت جديد بدون إطار قائم على العجلات بهيكل فريد يسمح له بالتنقل بشكل أفضل في البيئات ذات الخطوات أو التضاريس غير المستوية. يحتوي هذا الروبوت، الذي تم تقديمه في ورقة بحثية في الحياة الاصطناعية والروبوتات، على أرجل تلسكوبية مرنة تظهر ديناميكيات معقدة للغاية وحركة تشبه المشي.
صور متتابعة للمشي على أرض مستوية. ائتمان: الحياة الاصطناعية
وكتب يوتا هانازاوا ويوهي أوشينو وشينيتشي ساجارا في ورقتهم البحثية: "لقد طورنا روبوتًا بعجلة بدون إطار بأرجل تلسكوبية مرنة يمكنها التغلب على الخطوات". "لقد أظهرت الدراسات العددية أن الروبوتات ذات العجلات بدون إطار ذات الأرجل التلسكوبية المرنة تتمتع بقدرة عالية على التكيف مع الخطوات. ومع ذلك، لم يتم تطوير الروبوتات ذات العجلات بدون إطار والتي يمكنها المشي في بيئات بها خطوات".
قام كل من Hanazawa وUchino وSagara في البداية بتطوير نموذج ثلاثي الأبعاد (3D) لروبوتهم ذو العجلات بدون إطار باستخدام برنامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD). وبعد ذلك، أجروا عمليات محاكاة لتقدير الحركات التي سينتجها هذا الروبوت النموذجي أثناء التحرك على الأرض.
أتاحت لهم هذه المحاكاة استخلاص المرونة المثالية للأرجل للتغلب على الخطوات بشكل موثوق. أخيرًا، قام الفريق بتصنيع نموذج أولي لروبوت العجلة بدون إطار واختبروا أداءه في سلسلة من التجارب الواقعية.
وكتب هانازاوا وأوتشينو وساجارا: "لتطوير روبوت بدون إطار يمكنه التغلب على الخطوات، قمنا في البداية بتطوير نموذج ثلاثي الأبعاد للروبوت من خلال برنامج Unity وقمنا بمحاكاة المشي على أرض مستوية وأسطح بخطوات". "بعد ذلك، حددنا المرونة المثلى للأرجل التلسكوبية المرنة من خلال المحاكاة العددية وقمنا ببناء نموذج بمعلمات محسنة."
بيئة المشي بجسم أخضر كخطوة الائتمان: الحياة الاصطناعية
ولاختبار أداء الروبوت الخاص بهم وقدرته على التغلب على الخطوات، أجرى الباحثون سلسلة من التجارب، حيث كان على النموذج الأولي الخاص بهم أن يمشي على مستوى الأرض أو يتغلب على خطوة طولها 0.03 متر. وكانت نتائجهم واعدة، حيث تمكن الروبوت من تجاوز الخطوة بسرعة، دون أن يتعثر أو يفقد التوازن.
في دراساتهم القادمة، يخطط هانازاوا وأوتشينو وساجارا لمواصلة اختبار الروبوت الخاص بهم، بينما يحاولون أيضًا تحسين سيطرته وخفض استهلاكه للطاقة. علاوة على ذلك، فإنهم يعتزمون تكييف تصميمهم لتصنيع روبوت ذو عجلة واحدة بناءً على تصميمهم الذي يمكنه التحرك بسلاسة في الأماكن الضيقة.
يمكن للروبوت الجديد الذي قدمه هؤلاء الباحثون أن يلهم قريبًا علماء الروبوتات الآخرين لتجربة تصميمات قائمة على العجلات بدون إطار. قد يؤدي ذلك إلى تطوير روبوتات مبتكرة ذات عجلات أكثر تنوعًا ومناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
يجب أن تكون مسجلا للدخول لتكتب تعليق.