Ett team av forskare vid Carnegie Mellon University har nyligen föreslagit en metod för att förbättra den vertikala rörligheten hos en berömd hexapodrobot. Deras tillvägagångssätt, presenteras i en tidning förpublicerad på arXiv, innebär tillägg av mikroryggar till RHex, en befintlig kackerlacksinspirerad robotplattform designad för att navigera i ostrukturerade miljöer i relativt hög hastighet.

Även om det är sällsynt, mikroryggar har tidigare studerats av forskare vid andra institutioner och organisationer. I sitt arbete, teamet på Carnagie Mellon hämtade inspiration från arbetet från andra team på Stanfords Biomimetics and Dexterous Manipulation Lab och NASA-JPL:s Extreme Environment Robotics-grupp.

"Detta arbete började som ett terminslångt projekt för professor Aaron Johnsons klass Robotdesign och experiment på CMU, "Matt Martone, en av forskarna som genomförde studien, berättade för TechXplore. "Många av teammedlemmarna har arbetat i Robomechanics Lab med X-RHex, en enkel men robust robot som kan korsa nästan vilken tuff terräng som helst. Dock, X-RHex hindras av branta sluttningar och vertikala väggar, så vårt team bestämde sig för att förbättra sin klättringsförmåga genom att lägga till mikroryggradsfötter och designa en lättare kropp."

Den nya versionen av RHex som föreslagits av Martone och hans kollegor, kallas T-RHex, är förstärkt med mikroryggradsfötter som gör den idealisk för att klättra på naturliga ytor. Dessa mikroryggradsfötter använder dussintals små krokar för att fånga upp ojämnheter i millimeterskalig yta på väggar, fäster och låter roboten klättra på en mängd olika ytor. Dessa mikroryggar fungerar riktigt bra på grova steniga ytor, betong- och tegelytor, samt mjukare ytor, som trä, eftersom alla dessa har gott om "fångstpunkter" som vanligtvis kallas asperities.

"Andra klättringsmetoder som gecko-lim och sugkoppar är bättre för glas eller polerad metall, men skulle misslyckas på naturliga ytor, som är mer realistiska för användningen av vår robot, " förklarade Martone. "Genom att lägga till mikroryggar på baksidan av robotens fötter, vi lämnar dess framåtgående rörelse på marken opåverkad, med en specialdesignad rörelse bakåt för att klättra."

Forskarna utvärderade sin uppgraderade RHex-plattform i en serie experiment på tre yttyper:kork, tegel och plywood. De fann att T-RHex kunde hänga statiskt i sluttningar upp till 135° från horisontellt (45° överhäng) och stiga upp för sluttningar upp till 55° utan att förlora sin markrörlighet.

"Vårt team var verkligen entusiastiska över förmågan att hålla fast vid överhäng på upp till 45°, men praktiskt taget det viktigaste resultatet är den branta stigningen, " sa Martone. "Vårt arbete med att designa dessa fötter och klättringsmönstret är direkt applicerbart på andra robotar av RHex-typ, vilket kommer att utöka de typer av terräng som de skulle kunna erövra."

Under de senaste två decennierna, studier utförda vid olika universitet världen över har avsevärt förbättrat RHex-plattformen, möjliggör funktioner som att köra, Hoppar, och trappklättring. I deras senaste studie, Martone och hans kollegor lade till denna forskningspool genom att förbättra robotens vertikala rörlighet och därmed dess klättringsförmåga. Enligt forskarna, RHex kan snart övervinna ännu större hinder och detta kan tillåta dess utplacering som en spaningsrobot, nyttolast leveranssystem, eller till och med en vildobservatör.

"Vi fokuserar nu på att förbättra rörelsen som T-RHex använder för att klättra för att äntligen uppnå en helt vertikal stigning, " Sa Martone. "Vi vill också iterera vidare på bendesignen för att vara mer flexibel och hållbar för att möjliggöra marksprint."

© 2019 Science X Network