Исследователи учат роботов передвигаться через песок

Сегодня роботы применяются по всему миру и даже исследуют другие планеты, но все они испытывают большие трудности при передвижении через песок, щебень и другие гранулярные среды. Новая публикация в Proceedings of the National Academy of Sciences за 10 февраля этого года описывает первые детальные исследования на эту тему. Среди основных рекомендаци по перемещению роботов по песку – роботы должны двигаться через песок очень медленно, особенно, если песок зыбкий.

Исследователи из School of Physics at the Georgia Institute of Technology говорят: "Мы выяснили, что робот, когда попадает в очень зыбкий песок, переключается с инструкций бега на гораздо более медленные инструкции плавания." До этого физика передвижения через гранулярные среды не исследовалась с достаточной тщательностью, по этому группа учёных решила сконструировать специального робота SandBot.

Для исследований был построен бассейн длинной 2,5 м, наполненный песком, при этом в дне бассейна были проделаны небольшие отверстия, через которые в него проходил воздух – это позволило исследователям контроллировать зыбучесть песка. Сначала учёные установили скорость перемещения на 5 шагов в секунду, но всего после нескольких шагов робот полностью погряз в песке. Перемещение по земле SandBot\'а основано на том, что одновременно он стоит на 3 из 6 своих ног, при перемещении же через песок, цикл ходьбы робота нарушался – в воздухе ноги двигались быстрее, чем в песке. По этому для того, чтобы обеспечить движение, нужно выровнять скорость перемещения ног в воздухе и песке.

Чтобы ещё дальше исследовать процесс движения в гранулярных средах, исследовали создали специальную модель, которая показала, что чем быстрее двигаются ноги робота, тем быстрее он погрязает в этой среде и тем труднее ему передвигаться в ней. По этому учёные рекомендуют устанавливать скорость движения ног роботов, в таких средах как песок, на достаточно низкую, чтобы робот не погрязал в них.

Результаты этого исследования будут полезны в строительстве новых роботов, которые со временем научатся распознавать среды, через которые они двигаются, и смогут передвигаться практически по любой поверхности. Также это исследование будет полезно биологам, чтобы понять как животные могут с лёгкостью двигаться через любые среды, даже такие как песок.