В МФТИ создали уникальную кинематику ног антропоморфного робота
Специалисты из лаборатории волновых процессов и систем управления МФТИ создали бионические ноги с усовершенствованной конструкцией. Система обеспечивает энергоэффективную ходьбу, а также позволяет роботу выполнять динамичные действия, такие как прыжки и мягкие приземления. Разработка объединяет принципы биомеханики человека с современными технологиями и является наиболее продвинутой среди российских аналогов.
Антропоморфные роботы устроены по образу человека: у них есть две руки, две ноги, туловище и голова. В отличие от обычных роботов, которые работают только в определённых условиях, такие машины смогут действовать в обычной среде без изменений архитектуры среды. Например, они смогут переносить грузы на складе, помогать в пунктах выдачи, участвовать в спасательных операциях и даже тушить пожары.
Ученые из МФТИ разработали уникальную конструкцию ног для робота, используя собственные компьютерные модели и программное обеспечение.
В основе решения лежит оригинальная кинематическая система тяг и электроприводов, позволившая перенести электродвигатели, управляющие движением ног, в их верхнюю часть, а также разделить функции сокращения ноги и маха ногой вперед/назад на независимые моторы.
Это помогло снизить вес нижней части конечностей, что улучшает динамические характеристики робота, облегчает контроль равновесия и повышает его маневренность при одновременном снижении инерционных нагрузок на сочленения.
Отдельные моторы на сокращение ноги и мах позволяют повысить энергоэффективность и упростить управление - например, для выполнения движения приседа или прыжка человеку необходимо работать одновременно мышцами бедра, колена и щиколотки, а этому роботу - только мотором сокращения ноги. При этом остальные моторы можно “заморозить” и сэкономить энергию.
Стопу и голеностопный сустав робота изготовили из углепластика, дюралюминия и 3D-печатных деталей. Комбинация зубчатой передачи и тяг в «коленном» узле обеспечивает все естественные степени свободы движения и даже выходит за их пределы.
Команда продолжает дорабатывать систему управления, чтобы сделать движения более естественными и адаптивными. В планах — создание верхней части робота с туловищем, манипуляторами и механизмом для взаимодействия с объектами.
Фото: пресс-служба МФТИ