Механический гепард: энергоэффективный робот будущего
Фолкерцма объясняет, что, как и следует ожидать от самого быстрого наземного животного, гепард расходует свою энергию очень эффективно. По словам инженера, он хотел создать робота, который использует те же принципы, что дало бы знания и опыт, необходимые для создания нового поколения более совершенных машин. Роботы играют все более важную роль в повседневной жизни, а потому скорость и характер их движения чрезвычайно важны для нормального контакта с социумом. Как отмечает сам ученый, его персональный робот-пылесос даже не может справиться с высоким порогом или же самостоятельно подняться на лестнице, а потому его функционал сильно ограничен. Новые роботы должны уметь передвигаться полностью автономно и как можно реже испытывать проблемы с перемещением, а потому гепард — идеальный кандидат для исследований.
Как правило, ходячие роботы отличаются большими размерами и тем, что тратят на выполнение базовой механики передвижения очень много энергии, в то время как дикие кошки движутся плавно и быстро. Фолкерцма изучил множество видеозаписей движения гепардов и использовал специальное ПО для анализа работы различных групп мышц. Главным преимуществом животного оказался позвоночник, позволяющий не только быстро бегать, но также совершать огромные прыжки. «Основное различие между существующими роботами-шагоходами и моим роботом-гепардом в том, что мы подражаем природе без излишнего усложнения: вместо позвонков и межпозвонковых дисков моя команда использовала особые пружины, которые давали тот же эффект», пояснил ученый.
Прототип весит 2,5 кг, а его длина равна 30 см, что в двадцать раз легче и в четыре раза меньше настоящего гепарда. Принимая во внимание разницу в весе, робот перемещается, используя всего на 15% больше энергии, чем животное и в настоящее время может развивать скорость до 1 км/час. По словам Фолкерцма, для того, чтобы сделать робота быстрее, необходимо провести больше исследований и усложнить конструкцию. В будущем он сможет разгоняться до 20 км/ч. Сейчас ученый работает над новыми роботизированными лапами, которые позволят прототипу стать на порядок быстрее и придадут ему дополнительную устойчивость.