أصبحت الروبوتات ذات الأربع أرجل شائعة بشكل متزايد في السنوات الأخيرة، بفضل تعدد استخداماتها وخفة حركتها.
وتعمل هذه الروبوتات الرباعية المدعومة بمحركات كهربائية، وتوفر تحكمًا دقيقًا وحركة رشيقة، مع طرح عدد من كلاب الروبوت التي تركز على المستهلك في السوق خلال السنوات الأخيرة.
لكن لا تستطيع المحركات الكهربائية مطابقته القوة اللحظية للعضلات البيولوجية حتى الآن.
تطوير روبوت مستوحى من الفهد
تم تطوير روبوت يطلق عليه اسم كيمبا مستوحى من حركات الفهود السريعة كالبرق؛ حيث كان الباحثون يستكشفون إمكانات علم الهواء المضغوط كبديل للهيدروليكا. وباستخدام الغاز كسائل عامل بدلاً من السائل، توفر المواد الهوائية نسبة عالية من القوة إلى الوزن في شكل بسيط وفعال من حيث التكلفة.
كما توفر الخصائص الهوائية امتثالًا مدمجًا، وهو نقص في المكونات الهيدروليكية. وعلى الرغم من أنه ليس من السهل التحكم في علم الهواء المضغوط، فقد اكتشف الباحثون أن التحكم المعقد قد لا يكون ضروريًا لجعل الروبوت يعمل مثل الفهد.
بينما الفهد هو أسرع الحيوانات البرية على وجه الأرض، ويشتهر بسرعات جري تصل إلى 70 ميلًا في الساعة (113 كيلومترًا في الساعة) في دفعات قصيرة.
وخلال الاندفاع القصير من التسارع، يمكن للفهد أن يقطع مسافة حوالي 460 مترًا (1509 قدمًا) ويستغرق 3 ثوانٍ للوصول إلى سرعتها القصوى.
بدور، يقول “أمير باتيل”؛ الأستاذ المساعد في جامعة كيب تاون: “إننا نجادل في أن التحكم الدقيق في القوة ربما لا يكون ضروريًا للقدرة على المناورة السريعة”.
في حين أن المكونات الهيدروليكية أكثر تعقيدًا، وباهظة الثمن، وفوضوية إذا انفجرت، إلا أن الخصائص الهوائية تقدم بديلاً قويًا تم تجاهله.
لذلك، يمكن أن تكون الحيوانات التي تتطلب حركة انفجارية من أطرافها مثل الفهود، مصدر إلهام للاستفادة من إمكانات بضغط الهواء.
اقرأ أيضًا:
Bee ++.. روبوت “نحلة” يتمتع بحرية الحركة الكاملة
مواصفات روبوت كيمبا
كذلك بنى “باتيل” وفريقه روبوت رباعي الأرجل يسمى كيمبا بهدف استكشاف الآتي:
- التسارع السريع
- القدرة على المناورة التي يمكن أن يوفرها علم الهواء المضغوط
كما تتضمن مواصفات روبوت كيمبا التالي:
- يزن 7 كيلوجرام
- يمكنه القفز مرارًا وتكرارًا إلى ارتفاع 0.5 متر مع هبوط محكم.
- علاو على قدرته في الوصول إلى أقصى ارتفاع للقفز يبلغ 1 متر.
مع ذلك، فإن البحث لا يركز فقط على ارتفاع القفزة أو السرعة القصوى، بل يؤكد “باتيل” أنهم يركزون على المرحلة العابرة للحركة.
على سبيل المثال، التسارع السريع من حالة توقف تام أو القدوم للراحة في مشية عالية السرعة. كما تعد مرحلة الحركة التي غالبًا ما يتم تجاهلها أمرًا بالغ الأهمية لفهم القدرات الكاملة للروبوتات ذات الأرجل.
في حين أن كيمبا مقيد حاليًا، وهناك خطط للترقيات المستقبلية، مثل إضافة عمود فقري وذيل، فإن إمكانات النهج الهوائي واعدة.
كذلك، يتصور “باتيل” أن يصبح لروبوت كيمبا منصة خاصة يمكن لعلماء الأحياء استخدامها لدراسة الميكانيكا الحيوية لحركة الحيوانات.
ويعد خفض تكلفة الروبوتات ذات الأرجل ميزة إضافية للنهج الهوائي، والتي يمكن أن تجعل الروبوتات ذات الأرجل أكثر سهولة في الوصول إلى جمهور أوسع.
رغم أنه لا يزال هناك طريق طويل قبل أن تتمكن الروبوتات ذات الأرجل من مطابقة قدرات الفهود الحقيقية، فإن المزيج المبتكر من المحركات الهوائية والمحركات الكهربائية يوفر إمكانيات جديدة للتسريع السريع والقدرة على المناورة.
اقرأ أيضًا:
بالفيديو: خطوة جديدة في مجال “الروبوتات الناعمة”.. علماء يطورون روبوت يحاكي سرعة الفهد