Фізики розібралися з бігом роботів по піску

Фізики з Технологічного інституту Джорджії (США) експериментально з'ясували, що відбувається зі структурою піску, коли від нього намагаються відштовхнутися, наприклад, під час бігу або стрибка. Виявилося, що правильно підібравши час затримки між приземленням і новим поштовхом, можна збільшити висоту стрибка на 20 відсотків і більше. Особливо цей розрахунок актуальний для проектування нових ходячих роботів. Робота опублікована в .В якості модельного робота в експерименті виступала одна механічна «нога»: диск, до якого була прироблена пружина і актуатор, що дозволяв здійснювати стрибок вгору. Замість піску використовували макові зерна діаметром близько одного міліметра. Автори змушували робота стрибати кілька разів поспіль і варіювали час затримки актуатора між стрибками. При цьому вимірювалася висота стрибків, а за допомогою високошвидкісної камери вчені стежили, що відбувалося зі структурою «піску» в момент приземлення і поштовху.


Виявилося, що при приземленні диск здавлював пісок з більшою силою, ніж передбачали існуючі теоретичні моделі. Зокрема, «нога» поводилася так, начебто обаладала більшою масою і, відповідно, інерцією. Вивчивши структуру ґрунту, автори зазначили, що в момент приземлення під диском утворювався конус з ущільнених зерен, який рухався разом з ногою, таким чином ефективно збільшуючи її масу. Якщо між приземленням і новим стрибком не виставлялася затримка, або вона була занадто маленькою, то за рахунок інерції диска і нарослого під ним конуса в момент поштовху «нога» не встигала зупинитися, тому стрибок виявлявся невисоким. Якщо ж час затримки підбирався так, що диск з конусом встигали загальмувати, другий стрибок виявлявся значно вищим. Оптимальний інтервал затримки склав приблизно 100 мілісекунд. Для великих проміжків висота стрибка була на 20 відсотків меншою. За словами вчених, нові дані стануть у нагоді при створенні роботів, розрахованих на пересування по пухкій поверхні. Використовуючи оптимальні параметри «ніг» (пружин і актуаторів), а також правильно підбираючи темп пересування, можна заощадити енергію, використовуючи властивості ґрунту в своїх цілях.


COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND