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Cómo la tecnología hace saltar a los robots

Los empleados del Laboratorio Internacional de Biomecatrónica y Robótica para Ahorro de Energía de la Universidad ITMO en San Petersburgo han creado un prototipo de un robot de salto que ahorra energía.

El diseño se basa en articulaciones flexibles y accionamientos elásticos en serie con muchas condiciones únicas que hacen posible el salto.

Tecnología robótica de material de galope

Dos profesores Kirill Nasonov y Dmitry Volyansky de la Facultad de Sistemas de Control y Robótica, dirigida por el investigador de la universidad ITMO Ivan Borisov, están trabajando en el desarrollo de un robot saltarín con propiedades morfológicas únicas.

La principal tarea del equipo es desarrollar un diseño que sea flexible, energéticamente eficiente y funcional al mismo tiempo. Se utilizan los principios de la biónica y los cálculos morfológicos. El objetivo, según Ivan Borisov, es crear un dispositivo que requiera un control mínimo, es decir, energía, pero que sea capaz de conducir sobre terrenos accidentados, superar obstáculos y soportar daños físicos.

La eficiencia energética es la capacidad de utilizar un presupuesto energético limitado de manera eficiente. Para mantener la fuerza motriz del motor, se puede construir el robot. Gran parte de la dinámica requerida es mecánica. La tarea del controlador se reduce para estabilizar y complementar la dinámica del robot. Este principio de construcción se llama cálculo morfológico, en el que el «cálculo» de la ley de reglas se implementa más en el nivel de la mecánica que en el nivel de la transformación de algoritmos. Gracias a la óptima distribución de masa, elasticidad y optimización de los parámetros de los dispositivos mecánicos en el robot, es posible lograr la dinámica requerida con menos motores y baja potencia.

Además, para lograr una alta eficiencia energética, es necesario hacer que el cuerpo del robot sea lo más simple posible, para deshacerse de los elementos estructurales pesados: engranajes, ejes metálicos y cojinetes. Para resolver el segundo problema, se utilizaron los resultados de un estudio de la Universidad de Twente, la universidad asociada de ITMO.

El robot de salto no es un producto final, sino un objeto para probar métodos de diseño morfológico, especialmente juntas flexibles, que no se ha construido previamente de esta manera. Además, el robot galopante es un buen ejemplo de métodos de control de aprendizaje y sistemas dinámicos que interactúan con el entorno.

“Usamos motores flexibles que están conectados en serie. El método de control que utilizamos no está asociado con errores de posición, sino con errores en la energía potencial almacenada en el resorte. Los chicos han completado su primer año de Maestría, fruto de su trabajo este año. Puede probar modelado innovador, métodos de control no estandarizados, diseño y fabricación de piezas en la práctica y adquirir habilidades de programación para controles.– dijo Ivan Borisov.

Los planes futuros del equipo son desarrollar un robot que no solo pueda saltar desde un lugar, sino que también se mueva por completo a través de terrenos difíciles. Debido a esto, es necesario sintetizar un mecanismo de pierna más complejo que pueda reconfigurar la trayectoria.

Los detalles sobre el pago anticipado se pueden encontrar en el sitio web del organismo de investigación.

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