Robot Lincah Seperti Tikus Suatu Saat Bisa Melakukan Inspeksi

Robot berkaki sangat menjanjikan untuk digunakan dalam aplikasi dunia nyata, tetapi pengoperasiannya di ruang sempit masih menantang. Salah satu solusi untuk meningkatkan kemampuan beradaptasi lingkungan mereka adalah merancang robot biomimetik berukuran kecil yang mampu melakukan banyak gerakan dan membawa muatan. Dalam hal ini, tikus yang tinggal di gua telah menarik banyak perhatian karena kelincahan dan kemampuan beradaptasi mereka yang tak tertandingi. Banyak upaya telah dilakukan untuk meniru morfologi atau karakteristik gerak tikus.

Baru-baru ini, sebuah tim yang dipimpin oleh Prof. Qing Shi dari Institut Teknologi Beijing, China, telah mengembangkan robot tikus baru bernama SQuRo (tikus robot berkaki empat berukuran kecil).

Tim Prof. Shi telah mengembangkan robot yang mampu mereproduksi gerakan atau perilaku mereka. Melalui desain yang diilhami bio, mereka telah mengembangkan tikus robot beroda yang mampu melakukan banyak perilaku seperti tikus. Baru-baru ini, mereka mengganti roda dengan kaki untuk lebih meningkatkan kelincahan gerakan. Dalam penelitian ini, yang diterbitkan dalam jurnal IEEE Transactions on Robotics, hasil eksperimen mengungkapkan bahwa robot berkaki SQuRo mampu meniru gerakan tikus sebenarnya di dalam ruang sempit.

Tikus dapat beradaptasi dengan ruang sempit karena tubuh langsingnya yang memanjang dan kelincahan yang tak tertandingi. Untuk meniru kelincahan gerakan, tim memanfaatkan sepenuhnya morfologi dan karakteristik gerak tikus yang bergerak di gua. Tim pertama-tama mengekstraksi sendi gerakan kunci (KMJ) tikus dan menyelesaikan konfigurasi DOF (derajat kebebasan). Secara khusus, mereka merancang 2 DOF di setiap tungkai untuk mereproduksi gerakan tungkai, 2 DOF di pinggang dan 2DOF di kepala untuk mereplikasi gerakan tulang belakang yang fleksibel. Manfaat dari tulang belakang yang panjang dan fleksibel, SQuRo dapat menekuk tubuhnya dan dengan cepat berbalik.

Selain meniru morfologi tikus, robot tikus juga memiliki ciri-ciri penggerak tikus. Untuk tujuan ini, tim mengusulkan pengontrol loop terbuka hierarkis untuk mencapai gerakan multimodal yang mirip dengan tikus. Kerangka kontrol terutama terdiri dari tiga lapisan:1) perencana multi-gerak dengan empat mode gerak dasar dan membentuk hubungan langsung antara variabel kontrol dan gaya reaksi tanah (GRF); 2) optimasi parameter dengan mempertimbangkan stabilitas dan batas aktuasi; 3) generasi lintasan setiap sendi. Kerangka kontrol memungkinkan gerakan yang gesit dan transisi yang cepat.

Karena struktur fleksibel biomimetik dan kontrol gerakan multimodal, SQuRo dapat melakukan berbagai gerakan, seperti berjongkok-berdiri, berjalan, merangkak, dan berputar, dan dapat pulih setelah jatuh dengan mengontrol anggota badan dan bagian serviks untuk menyesuaikan pusat gerakannya dengan tepat. massa (CoM). Selain itu, melalui uji lapangan, SQuRo berhasil melewati lintasan sempit yang tidak beraturan (lebar bagian dalam 90 mm), melintasi rintangan setinggi 30 mm, dan mencapai daya penggerak yang stabil di lereng dengan kemiringan 15°, yang menunjukkan potensinya. aplikasi untuk tugas inspeksi di dalam ruang sempit.

Dibandingkan dengan robot berkaki empat canggih dengan skala serupa, SQuRo yang baru dikembangkan memiliki tubuh yang relatif lebih memanjang, lebih ramping, dan bobot yang lebih kecil. Radius putar minimum 0,48 panjang tubuh jauh lebih kecil dibandingkan dengan robot lain. Selain itu, SQuRo dapat mencapai penggerak yang stabil bahkan setelah membawa beban yang setara dengan 91 persen dari beratnya sendiri, yang menunjukkan keunggulan pengangkutan muatannya dibandingkan dengan robot berkaki empat berukuran kecil. Kemampuan ini memungkinkan SQuRo dengan lincah melewati ruang sempit dan medan terjal dan melakukan tugas, seperti deteksi atau transportasi dalam skenario yang relevan.

Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Ruoxi Tian, ​​IEEE Transactions on Robotics, at Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya..