Podczas gdy roboty kroczące są dobrze przystosowane do poruszania się w trudnym, nierównym terenie i w ograniczonej przestrzeni, a także do pokonywania przeszkód, roboty jeżdżące na kołach są bardziej efektywne w pokonywaniu dłuższych dystansów. W ramach programu UMV (ultra mobility vehicle), robotycy z ośrodka badawczo-rozwojowego RAI (Robotics and AI Institute) opracowali rozwiązanie, łączące w sobie zalety obydwóch typów robotów.
Konstrukcja robota dzieli się na dwie części. W dolnej części znajduje się rama rowerowa z dwoma silnikami elektrycznymi, z których jeden realizuje ruch postępowy poprzez napęd obrotów tylnego koła, a drugi zapewnia kierowanie poprzez skręt przedniego koła – tak jak w typowym rowerze. Z kolei w górnej części znajduje się głowica, zawierająca jednostkę sterowania i cztery silniki elektryczne, napędzające mechanizmy odpowiedzialne za utrzymanie równowagi robota, a także umożliwiające wykonywanie akrobacji, takich jak podskakiwanie, przeskakiwanie i salta. Całość waży jedynie 23 kg.
Rama rowerowa z głowicą połączone są wahaczem na kształt litery Z. Zmienna geometria połączenia umożliwia regulację wysokości robota – od 80 cm w pozycji skurczonej, do 152 cm w pozycji wyprostowanej. Mechanizm dynamicznego przejścia z pozycji skurczonej do wyprostowanej pozwala na wykonywanie wyskoków. Dzięki maksymalizacji masy zawieszonej, przy jednoczesnej minimalizacji masy niezawieszonej, uzyskano wysoką efektywność podskoków. Podczas wyskoku, robot podkurcza podwozie, co umożliwia pokonywanie przeszkód.
Robota przystosowano do autonomicznego poruszania się w terenie. Jest on wyposażony w przetworniki obrotowo-impulsowe dla każdego stopnia swobody, inercyjny układ pomiarowy, LiDAR i kamerę. Analiza przyspieszeń umożliwia ocenę wielkości i kierunku działania sił przy kontakcie z ziemią. Dokładne pomiary pozwalają robotowi na ocenę długości skoku i przygotowanie się do lądowania – dla zachowania stabilności. LiDAR (laser imaging, detection, and ranging) wykorzystywany jest do mapowania terenu przed pojazdem, a kamera umożliwia rozpoznawanie punktów charakterystycznych w przestrzeni.
Robot w warunkach laboratoryjnych wykazał się dużą sprawnością w zakresie wykonywania akrobacji. Dalsze pracę nad autonomicznym systemem nawigacji i sterowania mają umożliwić samodzielny dobór przez robota kombinacji toru jazdy i akrobacji w celu efektywnego pokonywania przeszkód na drodze do zadanego celu.
rai-inst.com
