Исследователи из Университета Дьюка разработали необычного робота Argus, который полностью отказывается от привычной конструкции с передней и задней сторонами. Устройство, напоминающее морского ежа или объект из математической модели, оснащено 20 ногами и 20 камерами, расположенными по всему корпусу. Благодаря такой конструкции робот способен двигаться практически в любом направлении с одинаковой эффективностью и сохранять работоспособность даже после повреждений.
В основе разработки лежит новая концепция, которую ученые называют динамической симметрией. В отличие от традиционного подхода, где симметрия определяется формой тела, новый принцип оценивает способность машины одинаково хорошо ускоряться и перемещаться во всех направлениях. По мнению разработчиков, это позволяет роботу не ориентироваться на понятия «вперед», «назад», «влево» или «вправо» — все направления становятся равнозначными.
Для поиска оптимальной конструкции исследовательская группа провела компьютерное моделирование более 1500 различных форм роботов. Победивший вариант получил название Argus. Его 20 телескопических модульных ног закреплены в вершинах правильного додекаэдра — геометрической фигуры с 12 гранями. Такое расположение обеспечивает равномерное распределение усилий и позволяет машине создавать движение практически с любой стороны корпуса.
Ноги Argus выполняют не только функцию передвижения. Каждая из них оборудована камерой глубины, благодаря чему робот обладает так называемым «всесторонним восприятием». В отличие от обычных роботов, которые чаще всего используют камеры, установленные в области головы или передней части корпуса, Argus получает информацию об окружающем пространстве буквально всем своим телом.
Во время испытаний робот успешно перемещался по бетону, траве, песку, мокрым поверхностям, коре деревьев, густой растительности и лесным тропам. Он быстро восстанавливал устойчивость после столкновений и продолжал движение даже после выхода из строя трех ног.
Также разработчики проверили возможности машины в более сложных задачах. Argus смог перевозить груз массой около 4,5 кг практически без потери скорости, толкать и отслеживать крупный куб размером около 91 см, а также подниматься вертикально между близко расположенными стенами, используя разные группы ног для упора и перемещения.
Создатели отмечают, что Argus пока не является готовым коммерческим роботом, а служит доказательством того, что математические расчеты могут привести к появлению более эффективных конструкций, чем те, которые копируют строение живых существ. В будущем принцип динамической симметрии может найти применение в поисково-спасательных системах, роботах для исследования других планет и автономных машинах, работающих в условиях низкой гравитации.
Подробности работы команды опубликованы в научном журнале Science Robotics.
Источник: hi-tech.mail.ru