חוקרים מחפשים לעולם הטבעי השראה שתעזור להם יום אחד לעצב רובוטים מצילי חיים.

סלטו הוא רובוט מונופדאלי וקצת שלדי בגובה 10.2 אינץ' שיכול לקפוץ גבוה יותר ומהיר יותר מרוב הרובוטים האחרים בעולם כיום. צוות חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, חשף את הבוט הקפיצה החדש ביום שלישימחקר שפורסם השבועביומן החדשמדע רובוטיקה.

במקום לקחת רק קפיצה אחת גדולה, סלטו קופץ מקיר בכוח מרשים כדי להשלים קפיצה גדולה עוד יותר, בדומה שמומחה לפארקור עשוי לעקוף ממדף לקיר ואז לעוף באוויר אל המוט הבא שלו. הרובוט החדש יכול להיות קודמו לכלי עתידי שעשוי יום אחד לקפוץ על פני שטח מסוכן כדי לסייע במשימות חילוץ.

יכולת ההקפצה של הרובוט היא הישג שנראה בעבר רק בטבע, וזה הגיוני מכיוון שהחוקרים שאבו השראה מהגלגו הצפוני המהיר והפרוותי (או תינוק בוש).

אולי ראיתם את הפרימאט הלילי המקסים בכל מספר לוחות שנה או מופעי טבע. העיניים הענקיות שלו מהפנטות, אבל היא גם ידועה ביכולות הקפיצה המדהימות שלה.

בכמה זינוקים בלבד, הגלגו יכול לכסות כמעט תריסר מטרים תוך שניות. לדברי חוקרים, היכולת של הגלגו לאגור אנרגיה בגידים שלו אחראית ליכולת הקפיצה העל-כריעה שלו. ככל שהוא משתופף זמן רב יותר, כך הוא אוגר יותר אנרגיה.

צוות המחקר של אוניברסיטת קליפורניה בברקלי איפס את הפרימאט הקופצני לאחר שפיתח מערכת חדשה למדידת קפיצה, הנקראת Vertical Jumping Agility Metric, אשר בוחנת הן את הגובה והן את מהירות הקפיצה.

במסיבת עיתונאים על פריצת הדרך של הרובוט, דאנקן האלדן, מועמד לדוקטורט בברקלי ושותף למחקר, אמר שהצוות השתמש במדד החדש שלהם כדי "למצוא חיות כמו הגלגו שטובות בצורה מוזרה בקפיצה".

סיפר ​​האלדןניתן למעוךשבעוד שהצוות לא חקר את הגלגו באופן אישי, כבר היה הרבה חומר מקור כמו סרטונים ומחקרים קודמים על התנהגות הקפיצה של החיה שאפשר להפיק מהם. כשאתה צופה בסרטונים "זה ממש מבלבל כי [הגלגו] לא אמור להיות מסוגל לקפוץ כל כך טוב אם אתה מסתכל על השרירים", אמר האלדן.

Salto, ראשי תיבות של Saltatorial Locomotion Terrain Obstacles, לא ממש תואם את הקופץ הפרוותי, אבל החוקרים מדדו את זריזות הקפיצה של סלטו ב-1.75 מטר לשנייה מרשימים. זה יותר טוב מצפרדע: 1.71 מטר לשנייה, אבל עדיין מתחת לגלגו, שיכול לקפוץ 2.24 מ' לשנייה.

"במעבדה שלנו, אנחנו מתמקדים במיוחד בלראות אם אנחנו יכולים לחרוג מהביצועים של בעלי חיים" אמר רונלד פחד, מחבר שותף למחקר ופרופסור להנדסת חשמל ומדעי המחשב בברקלי.

הוא הוסיף שהם התמקדו בבעלי חיים קטנים יותר. "אנחנו חושבים שסנאי חזק יותר מפיל וזריז יותר."

נעים בקפיצות

כדי לבצע את הקפיצות המרשימות הללו עם רגל ורגל רובוטית אחת בלבד, החוקרים נאלצו לבנות את סלטו עם יתרון מכני אדיר.

סלטו נבנה עם ניידות מוגבלת יחסית "כדי למנוע ממנו להסתובב בצורה בלתי נשלטת ברגע שהוא עוזב את הקרקע", לדברי מארק פלצ'ניק, מחבר נוסף של ברקלי במחקר.

הקונסטרוקציה, אותה כינה פלצניק "די רחוק מהאינטואיציה האנושית", מספקת גם את היתרון המכני הנחוץ או מכפיל הכוח ליכולת הזינוק האנכית שלה.

מרשימה יותר היא היכולת של סלטו, כמו הגלאגו (וקופצי הפארקור האנושיים), לעקוב מיד אחר הזינוק הראשון בקפיצה שנייה וחזקה יותר.

מנוע בתוך הרובוט מתחיל לסובב קפיץ לטקס המחובר אליו ברגע שהפרקים של סלטו מתחילים להתכופף, ולצבור אנרגיה באופן מיידי.

כאשר סלטו פוגע בקיר עם רגל ראשונה לאחר זינוק ראשוני - כיפוף במפרקים וסובב את קפיץ הלטקס - הוא מיד בונה אנרגיה חדשה לאותה קפיצה שנייה. במקום פשוט להקפיץ את הקיר, סלטו ממש תוחם.

איך סלטו פוגע קודם בכף הרגל לעומת שתילת פנים?

הרובוט עוקב אחר מצבו הפנימי והמיקום היחסי של כף הרגל כשהיא עפה באוויר, על פי החוקרים.

"אנחנו שולטים ברגל לזווית הנכונה כדי שהיא תפגע בקיר כמה שיותר", אמר הלדאן. גלגל תנופה דמוי זנב גם עוזר לספק איזון נגד כדי לשמור על ה- Salto בטיסה במצב הנכון.

כמה גבוה זה עולה?

סלטו הוא לא הרובוט עם הקפיצה הגבוהה ביותר.

Haldane ציין שיש בוט מתפתל שכופף וצובר אנרגיה במשך שלוש דקות לפני שהוא מזנק שלושה מטרים באוויר. עם זאת, המהירות היא זו שעשויה להפוך את רובוט סלטו וצאצאיו לבעלי ערך.

"אם היה לך מירוץ במעלה המדרגות, היינו מסוגלים למרוץ במעלה המדרגות מהר יותר. ה-wind up אחד עשוי לקבל התחלה טובה, אבל היינו מנצחים כי אנחנו יכולים לקפוץ בתדירות גבוהה יותר", אמר פרופסור Fearing.

אמנם אין ציר זמן מתי הרובוטים הקפיצים לגובה ייכנסו למיינסטרים, אבל האלדן אמר לנו שהוא אכן מקווה שמדענים אחרים יאמצו את המדד החדש של הצוות שהומצא כסטנדרט למדידת כושר הקפיצה.

"עשינו כמיטב יכולתנו כדי להפוך אותו למדד הוגן מאוד", הוסיף Haldane.

רובוטים שיכולים לקפוץ גבוה יותר מבני אדם ושאינם צריכים להתכונן לקפוץ שוב ושוב ושוב יכולים להיות שימושיים במשימות חיפוש והצלה שבהן שטח לא יציב ותהמות רחבות מקשה על מעבר לאנשים.

פרופסור פחד הודה שיכול להיות שרובוט שאינו קופץ לשרת במצבים אלה, אך אמר שרובוט זוחל קרקע יחצה פערים על ידי טיפוס במורד קיר אחד ואז במעלה אחר. סלטו פשוט היה קופץ מעבר.

המהירות חשובה בחילוץ, אמר האלדן.

"אתה יכול לתכנן את הסיכוי הזה לשרוד מול הזמן", הוסיף. "העלילה הזו אף פעם לא עולה, השעון תמיד מתקתק".