Роботът Аргус: Иновация с 20 крака, вдъхновена от морските таралежи

Американски учени от Duke University разработиха уникален робот с името Аргус. Машината прилича на морски таралеж и разполага с 20 телескопични крака и 20 камери. Дизайнът му се основава на геометричната фигура додекаедър. Този робот не се движи като човек или животно. Той няма лице, гръб или ръце. Неговата структура му позволява да се катери по тесни вертикални стени. Аргус използва редуване на подпиране и тласкане за придвижване. Машината може да носи и бута полезни товари в сложни условия.

Технологичното чудо е кръстено на всевиждащия страж от гръцката митология. Създателите му описват проекта подробно в престижното издание Science Robotics. Аргус демонстрира изключителна стабилност след сблъсъци. Той се ориентира мигновено във всяка посока на пространството. Роботът може да извършва сложни маневри и да се търкаля по терена. Един от създателите на машината е Джиаксун Лиу от Лабораторията за обща роботика в Duke.

Aргус е различен от всеки друг робот. Разбрахме го, когато го видяхме за първи път да се движи сред дървета и по неравен терен, да оцелява дори при тежки сблъсъци

Учените от Duke University избират нетрадиционен подход при проектирането. Те не имитират биологични видове като бозайници или насекоми. Екипът дава приоритет на функционалната симетрия. Целта е равномерно движение във всички посоки на 360 градуса. Така роботът може да ускорява и да се възстановява еднакво добре навсякъде. В основата на проекта стои математическият принцип на динамичната изотропия. Аргус постига рекорден коефициент на динамична изотропия от 0,91. Повечето познати роботи не надвишават стойност от 0,6 по тази скала.

Директорът на лабораторията Боюан Чен обяснява значението на това постижение. Когато роботът ускорява еднакво във всички посоки, посоките губят традиционното си значение. Вече няма строго определени „напред“, „назад“, „ляво“ или „дясно“. Това осигурява на Аргус много по-разнообразни умения. Машината е тествана върху различни повърхности като бетон, трева и пясък. Роботът се справя отлично дори върху гъста растителност и мокри терени. Той преодолява препятствия с височина до 13 сантиметра без затруднения.

Аргус показва невероятна устойчивост при технически повреди. Той продължава да се движи дори когато три от краката му са деактивирани. По време на тестовете машината носи полезен товар от 4,5 килограма. Този товар не нарушава зададената скорост на движение. При опит за преобръщане, Аргус разпъва краката си за опора. При катерене по стени той използва част от крайниците си за притискане. Останалите крака служат за изтласкване на тялото нагоре.

Зрителната система на робота е изключително сложна. На всеки от 20-те крака е монтирана камера. Тези „очи“ създават пълна 3D картина на заобикалящата среда. Благодарение на това Аргус може да проследява и бута големи обекти. Учените са проверили над 1500 различни конфигурации преди финалния избор. Прототипът представлява правилен додекаедър с 12 петоъгълни страни. Краката се разпростират лъчевидно навън от централното ядро. Тази форма прилича на бодлите на морски таралеж.

Конфигурацията осигурява почти перфектно разпределение на ускорението. Симетрията подобрява енергийната ефективност и здравината на машината. Тя помага за по-добра навигация в сложни и непознати терени. Учените обмислят вариант за модел с 40 крака в бъдеще. Засега обаче се фокусират върху текущия прототип. Повече крака биха увеличили теглото и сложността на контрола. Аргус е ценен заради способността си да се адаптира към повърхността.

Краката на робота се разтягат и извиват според терена. Това го прави идеален за изследване на зони след бедствия. Машината може да бъде полезна и при мисии на други планети. Иновацията поставя началото на нов клас роботи. Тези машини излизат извън рамките на простата биологична имитация. Боюан Чен подчертава, че целта е създаване на роботи, които откриват нови неща за света.

Не искаме просто роботи, които следват инструкции. Искаме роботи, които ни помагат да научим неща за света, които не бихме могли да научим по друг начин. Това понякога означава първо да открием правилното тяло

Аргус доказва, че правилната форма на тялото е ключова за функционалността. Високата степен на симетрия позволява навигация, която е невъзможна за стандартните машини. Роботът съчетава математическа прецизност с практическа издръжливост. Проектът на Duke University отваря нови хоризонти в автономните технологии.