تطوير روبوت “عجلة بدون إطار”.. للعمل في التضاريس الوعرة

طور باحثون في معهد كيوشو للتكنولوجيا مؤخرًا روبوتًا جديدًا بدون إطار قائمًا على العجلات بهيكل فريد يسمح له بالتنقل بشكل أفضل في البيئات ذات الخطوات أو التضاريس غير المستوية.

هذا الروبوت، الذي تم تقديمه في ورقة بحثية في الحياة الاصطناعية والروبوتات، له:

– أرجل تلسكوبية مرنة تظهر ديناميكيات معقدة للغاية.

– حركة تشبه المشي.

وكتب يوتا هانازاوا ويوهي أوتشينو وشينيتشي ساجارا في ورقتهم: “أظهرت الدراسات العددية أن الروبوت ذو العجلة بدون إطار ذو الأرجل التلسكوبية المرنة يتمتع بقدرة عالية على التكيف مع الخطوات”.

ومع ذلك، فإن الروبوتات ذات العجلات بدون إطار التي يمكنها المشي في بيئات ذات خطوات لم يتم تطويرها بعد.

وطور Hanazawa و Uchino و Sagara لأول مرة نموذجا ثلاثي الأبعاد (3D) لروبوتهم بدون إطار باستخدام برنامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD).

وبعد ذلك، أجروا عمليات محاكاة لتقدير الحركات التي سينتجها هذا الروبوت النموذجي أثناء تحركه على الأرض. وسمحت لهم عمليات المحاكاة هذه باستخلاص المرونة المثلى للساقين للتغلب على الخطوات بشكل موثوق.

سلسلة تجارب روبوت العجلات

وأخيرًا، قام الفريق بتصنيع نموذج أولي لروبوتهم ذي العجلة بدون إطار واختبر أدائه في سلسلة من التجارب الواقعية.

وكتب هانازاوا وأوشينو وساجارا: “لتطوير روبوت بدون إطار يمكنه التغلب على الخطوات، قمنا في البداية بتطوير نموذج ثلاثي الأبعاد للروبوت من خلال برنامج Unity ومحاكاة مشيه على أرض مستوية وأسطح بخطوات”.

وأضافا: “بعد ذلك؛ حددنا المرونة المثلى للأرجل التلسكوبية المرنة. وذلك من خلال المحاكاة العددية وأنشأنا نموذجا بمعلمات محسنة”.

ولاختبار أداء الروبوت وقدرته على التغلب على الخطوات، أجرى الباحثون سلسلة من التجارب؛ إذ كان على نموذجهم الأولي المشي على مستوى الأرض أو التغلب على خطوة 0.03 متر.

وكانت نتائجهم واعدة؛ إذ تمكن الروبوت من التغلب على الخطوة بسرعة ، دون أن يتعثر أو يفقد التوازن.

وفي دراساتهم التالية، يخطط Hanazawa و Uchino و Sagara لمواصلة اختبار الروبوت الخاص بهم، مع محاولة تحسين التحكم فيه وتقليل استهلاكه للطاقة. كما يعتزمون تكييف تصميمهم لتصنيع روبوت بعجلة واحدة بناء على تصميمهم الذي يمكنه التحرك بسلاسة في الأماكن الضيقة.

ويمكن للروبوت الجديد الذي قدمه هؤلاء الباحثون أن يلهم قريبا علماء الروبوتات الآخرين لتجربة التصاميم القائمة على العجلات بدون إطار.

كما يمكن أن يؤدي ذلك إلى تطوير روبوتات مبتكرة ذات عجلات أكثر تنوعا ومناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.