Snakebot, также известный как змей робот, является биоморфной гипер-избыточного роботом , который напоминает биологическую змею . Змеи роботы бывают разных форм и размеров, от четырех историй долго, земля дрожать snakebot разработан СИНТЕФ , [1] с медицинским snakebot , разработанной в университете Карнеги - Меллонакоторый достаточно тонкий, чтобы маневрировать вокруг органов внутри грудной клетки человека. Хотя роботы-змеи могут сильно различаться по размеру и дизайну, все они обладают двумя общими качествами. Во-первых, их небольшое соотношение поперечного сечения к длине позволяет им перемещаться в ограниченном пространстве. Во-вторых, их способность изменять форму своего тела позволяет им выполнять широкий спектр действий, таких как подъем по лестнице или стволам деревьев. Кроме того, многие роботы-змеи создаются путем объединения нескольких независимых звеньев. Эта избыточность делает их устойчивыми к сбоям, потому что они могут продолжать работать, даже если части их тела будут разрушены. Такие свойства, как высокая проходимость, избыточность и возможность полной герметизации корпуса робота делают роботов-змей очень интересными для практических приложений и, следовательно, в качестве темы исследования., [2] [3]
Приложения
Боты-змеи наиболее полезны в ситуациях, когда их уникальные характеристики дают им преимущество перед окружающей средой. Эти среды обычно длинные и тонкие, как трубы, или сильно загромождены, как щебень. Таким образом, змея-боты в настоящее время разрабатываются для помощи поисково-спасательным командам.
Более того, когда задача требует преодоления ряда различных препятствий, подвижность змеиного бота делает их хорошими кандидатами. Например, если вам нужен робот, чтобы доставить камеру на вершину дерева, которое растет в воде, вы должны сделать три вещи: переместиться по земле к краю воды, подплыть к дереву и затем взобраться на дерево. Вы можете создать робота, который отлично справляется с любым из этих трех, но способность выполнять все три и многие другие сложные комбинации - вот что делает роботов-змей исключительными.
Кроме того, змееботы могут использоваться офицерами по контролю за животными для подавления бешеных или агрессивных существ. Еноты, амбарные кошки и крупные грызуны обычно реагируют на присутствие змеиного бота атаками, при которых змея-бот испускает электрический шок и парализует агрессора.
Передвижение
Традиционные змеи-боты передвигаются, просто меняя форму своего тела, как змеи. Создано множество вариантов, в которых для передвижения используются колеса или гусеницы. Еще не разработано змеиных роботов, которые могли бы полностью имитировать движения настоящих змей, но исследователи смогли создать способы передвижения, которые не встречаются в природе.
Когда исследователи говорят о том, как движется робот-змея, они часто имеют в виду определенную походку , где походка - это всего лишь периодический способ передвижения. Например, движение по бокам и поперечная волнистость - это походки. Походки роботов-змей часто разрабатываются путем изучения периодов изменения формы робота. Можно представить себе движение гусеницы, изменив форму своего тела, чтобы она соответствовала синусоидальной волне. Точно так же змеиные роботы могут двигаться, адаптируя свою форму к различным периодическим функциям. Гремучие змеи Siderwinder ( Crotalus cerastes ) могут использовать боковой ветер для подъема по песчаным склонам, увеличивая часть тела, контактирующую с песком, чтобы соответствовать уменьшенной податливой силе наклонного песка, что позволяет им подниматься на максимально возможный песчаный склон без скольжения. [4] Реализация этой схемы управления в Snakebot, способном перемещаться по сторонам, позволила роботу повторить успех змей. [4]
Текущее исследование
Snakebots в настоящее время изучаются в качестве нового типа робота , межпланетного зонда инженеров на исследовательском центре NASA Ames . Программное обеспечение для змеоботов также разрабатывается НАСА, чтобы они могли на собственном опыте научиться преодолевать препятствия и запоминать методы.
Роботы-змеи также разрабатываются для поисково-спасательных целей в лаборатории биоробототехники Университета Карнеги-Меллона .
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Pål Liljebäck. «Анна Конда - пожарный робот-змея | РОБОТНОР» . Robotnor.no . Проверено 4 мая 2016 .
- ^ Трансет, Аксель Андреас; Петтерсен, Кристин Иттерстад (декабрь 2006 г.). Разработки в области моделирования и передвижения роботов-змей . Управление, автоматизация, робототехника и зрение, 2006. ICARCV '06. 9-я Международная конференция по . С. 1–8. DOI : 10.1109 / ICARCV.2006.345142 . ISBN 978-1-4244-0341-7. S2CID 2337372 .
- ^ Liljebäck, P .; Петтерсен, Кентукки ; Stavdahl, Ø .; Gravdahl, JT (2013). Роботы-змеи - моделирование, мехатроника и управление . Springer . Достижения в области промышленного контроля. DOI : 10.1007 / 978-1-4471-2996-7 . ISBN 978-1-4471-2995-0.
- ^ а б Марви, Хамидреза (10.10.2014). «Боковое движение с минимальным скольжением: Змея и робот-восхождение по песчаным склонам | Наука» . Sciencemag.org . Проверено 4 мая 2016 .
Внешние ссылки
- ROBOTNOR - Норвежский центр передовой робототехники при NTNU и SINTEF
- Веб-страницы SINTEF
- Роботы-змеи из Университета Карнеги-Меллона
- Модульные роботы-змеи
- Змеиный робот OmniTread Мичиганского университета
- Как все работает Snakebot
- Роботы-змеи доктора Гэвина Миллера
- Змеиный Робот Змея Проект
- Невероятный робот-змея Карнеги-Меллона взбирается на настоящее дерево
- [1]
- Плавательный робот-змея Sneel