Робот меняет форму

Специализированные роботы, которые быстро передвигаются на суше, в воздухе и в воде достигли значительных успехов. Однако им не хватает гибкости животных, которые с гораздо меньшим трудом перемещаются в непрерывно меняющихся условиях пересеченной местности. К примеру, горные козы взбегают на почти вертикальную скалу, леопарды легко лазают по деревьям, некоторые кошачьи хорошо плавают, броненосцы сворачиваются в защитный шар и скатываются со склона. До недавних пор роботы не умели так же, как и животные, приспосабливаться к окружающей среде, что сильно снижало их ценность.

Исследователи Федеральной Политехнической школы Лозанны (EPFL) под руководством Джози Хьюз (Josie Hughes) предложили миру принципиально нового робота GOAT (Good Over All Terrains), который успешно перемещается по сложному рельефу благодаря способности подстраивать под него свою форму. Инженеры не только создали гибкую и прочную конструкцию, но и разработали простую систему управления. Поэтому робот легко адаптируется и экономит энергию, которая потребовалась бы на обход препятствий, например холмов или ручьев.

GOAT может произвольно менять форму от плоского шасси с четырьмя колесами до ажурной сферы, способной катиться и даже плавать. Простая рама робота построена из недорогих материалов. Она состоит из двух пересекающихся упругих стеклопластиковых стержней с четырьмя моторизованными колесами. Конфигурацию рамы меняют два троса, приводимые в движение лебедкой. Укорачиваясь, они стягивают ее в шар. Аккумулятор, бортовой компьютер и датчики весом до 2 кг подвешены в центре рамы и хорошо защищены.

У большинства подобных роботов есть множество датчиков для контроля окружения, работы двигателей и приводов. Особенность GOAT в том, что у него минимальное количество сенсоров, поскольку информацию о маршруте он получает от спутниковой навигационной системы, а ориентируется в пространстве с помощью бортового инерциального блока. Видеокамер у робота нет.

Программы управления позволяют ему находить путь наименьшего сопротивления. Свои умения и навыки новый робот успешно продемонстрировал в полевых испытаниях, когда ему пришлось пройти почти 5 км по горам, по воде и по городу. В этих испытаниях GOAT превзошел своих братьев по разуму по универсальности, энергоэффективности и прочности.

Недорогого робота можно быстро и с минимальными издержками развернуть на незнакомой местности, даже на космических телах, он может нести самые разные полезные нагрузки. Его применения простираются от мониторинга окружающей среды и разведки до ликвидации последствий стихийных бедствий и техногенных аварий (Science Robotics).