Новый жуткий дрон, который ходит и летает, - это воплощение кошмара робопокалипсиса!
Недавно разработанный двуногий робот может плавно переключаться между ходьбой и полетом, и именно сочетание этих двух навыков действительно выделяет эту футуристическую машину.
Представляем вам LEONARDO, или сокращенно LEO. Это название - аббревиатура от LEgs ONboARD drone, которая хорошо, но в то же время недостаточно точно описывает этого робота. Инженеры Калтеха, создавшие LEO, не просто приделали пару роботизированных ног к воздушному дрону - им пришлось проектировать робота с учетом возможности как ходить, так и летать, а также разработать специализированное программное обеспечение для интеграции различных компонентов.
LEO все еще является прототипом - своего рода доказательством концепции, чтобы увидеть, может ли двуногий летающий робот выполнять задачи, которые наземным роботам или воздушным дронам было бы трудно или невозможно выполнить самостоятельно. В будущем полноценной версии робота можно будет поручить выполнение сложных или опасных работ, таких как осмотр и ремонт поврежденной инфраструктуры, установка нового оборудования в труднодоступных местах, ликвидация последствий стихийных бедствий и промышленных аварий. В конце концов, робот, подобный НОО, сможет даже доставлять деликатное оборудование на поверхность небесных тел, таких как Марс или луна Сатурна Титан. Более зловещим является тот факт, что маневренный двуногий летун может быть использован в обороне или в военных действиях.
Научно-фантастические атрибуты LEO не случайны. В электронном письме команда рассказала мне, что вдохновлялась вымышленным летающим гуманоидным роботом Astro Boy и реактивными костюмами, похожими на Железного человека, которые создал Ричард Браунинг из Gravity Industries. Однако в конечном итоге целью проекта было изучение пересечения ходьбы и полета с точки зрения динамики и управления, а также "придание беспрецедентной способности ходить и решение проблем, возникающих при гибридном передвижении", как объяснила команда в видеоролике. Команда Caltech также надеется создать адаптивное шасси для вертикального взлета и посадки (VTOL) на труднопроходимой местности.
Природа давно разгадала этот трюк: птицы, летучие мыши, насекомые и многие другие организмы могут переключаться между этими двумя способами передвижения. Это дает явное эволюционное преимущество. С другой стороны, роботы, как правило, специализированы и способны передвигаться только одним из этих двух способов. В этом есть свои плюсы и минусы: Наземные роботы уверенно стоят на ногах, выносливы и способны переносить тяжелые грузы, но им трудно передвигаться по труднопроходимой местности и они не могут добраться до высоких мест. Воздушные дроны очень мобильны и способны летать в любых условиях, но они не могут долго находиться в воздухе из-за высоких энергетических затрат, связанных с полетом, и плохо справляются с задачами тонкого манипулирования. Отсюда желание создать машину, которая могла бы использовать лучшее из обоих миров.
Для достижения равновесия на земле и маневренности в воздухе LEO пришлось тщательно сконструировать. Кюнам Ким, Сун-Джо Чунг, Елена-Сорина Лупу и Патрик Спилер объяснили в электронном письме, что для этого потребовались прочные, но легкие компоненты, а также алгоритмы управления четырьмя пропеллерами и суставами ног LEO " синхронно, чтобы LEO шел или летел, не теряя равновесия". Эти две разрозненные области "обычно не переплетаются в существующих роботизированных системах, и нам пришлось решать широкий спектр инженерных проблем, которые не были хорошо изучены в других роботизированных системах", - добавили они. Научная статья с описанием этой работы была опубликована сегодня в журнале Science Robotics.
LEO весит всего 5,7 фунта (2,58 кг) и имеет рост 2,5 фута (75 см). Подобно птице, робот использует свои тонкие многосуставчатые ноги для отталкивания от земли и оказания помощи при взлете. Наклонные электрические движители LEO - четыре пропеллера - синхронизированы с этими прыжками. LEO ходит как будто на высоких каблуках, но эти каблуки позволяют сбалансированно стоять; однако, если этого требуют условия, пропеллеры LEO всегда могут включиться для обеспечения дополнительной устойчивости. Батареи, датчики и необходимая вычислительная мощность размещены в туловище робота, что обеспечивает полную автономность и отсутствие громоздких проводов.
Конечно, есть куда совершенствоваться, но LEO - это первый робот совершенно новой породы. Учитывая, что ключевым источником вдохновения был Astro Boy, ученым еще предстоит пройти долгий путь.