Observa a un robot con una sola pierna saltar mientras los investigadores intentan derribarlo


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Un robot con una sola pierna que pueda pararse, saltar y equilibrarse en superficies inclinadas o inestables podría proporcionar una ruta más barata para robots bípedos y exoesqueletos autoequilibrados. Investigadores del Instituto Tecnológico de Toyota (TTI) en Nagoya, Japón, construyeron su robot, apodado TTI Hopper, utilizando motores y engranajes simples por menos de $ 1,000, luego crearon un algoritmo que compensa las capacidades limitadas de estos componentes.

"En robótica, a veces utilizamos sistemas hidráulicos, porque se pueden accionar rápidamente", dice Barkan Uğurlu, que ahora se encuentra en la Universidad de Özyeğin en Estambul, Turquía. O actuadores eléctricos con un resorte especial o galga extensométrica para medir las fuerzas internas. En su lugar, usamos motores de CC con engranajes. Solo medimos el ángulo de la articulación y solo usamos un transductor de fuerza muy económico en el pie.

El algoritmo hace que las articulaciones cedan cuando es necesario absorber los golpes y las endurece cuando el robot necesita enderezarse o empujar mientras corre, lo que le permite permanecer erguido incluso en circunstancias difíciles, como una superficie inclinada que repentinamente se vuelve horizontal.

La 'capacidad de adaptación al terreno' resultante no es nueva, dice Uğurlu, pero él y sus colegas han logrado demostrar matemáticamente que su algoritmo asegura la estabilidad del robot, dada la pendiente y el movimiento de la superficie durante sus experimentos. . Lo hicieron calculando las fuerzas verticales y horizontales de los motores y la gravedad que el algoritmo generaría en la pierna. Por ejemplo, descubrieron que el robot debería permanecer estable hasta una pendiente de 9 grados.

"Si debilita la pierna, por ejemplo, vibrará, incluso si no hay ninguna perturbación", explica Uğurlu. “Sabemos desde el principio cuáles son las configuraciones de seguridad. "

Uğurlu ahora está trabajando en el uso del algoritmo en un exoesqueleto bípedo para personas que han perdido el uso de sus piernas. “Los exoesqueletos disponibles comercialmente no tienen capacidades de autoequilibrio”, dice. “Mueven las piernas, pero para mantener el equilibrio, el paciente tiene que utilizar la parte superior del cuerpo con muletas. Mi idea es aprovechar la capacidad de adaptación al terreno para deshacerme de las muletas.

Referencia de la revista: Robots autónomos, DOI: 10.1007 / s10514-021-10010-z

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