Kako izgleda idealni oblik robota? Naučnici identifikovali optimalno telo sa 20 nogu

Istraživanja sugerišu da bi robot nalik morskom ježu mogao dati novi nacrt za pravljenje sposobnijih robota. Čudna mašina sa 20 nogu mogla bi promeniti način na koji naučnici razmišljaju o idealnom obliku robota.

Decenijama su robotičari inspirisani prirodnim svetom i prave mašine koje podsećaju na ljude, pse, insekte i čak konje. Međutim, novo istraživanje sugeriše da bi najkorisnije telo robota moglo manje ličiti na čoveka, a više na morskog ježa.

Naučnici otkrili šta se krije ispod australijske pustinje: Prizor ostavlja bez daha

Istorijski povratak iz orbite: Kineski astronauti sleteli nakon rekordne misije

Taj robot nema ni prednju ni zadnju stranu. Njegovih 20 teleskopskih nogu, od kojih svaka košta 300 dolara, šire se iz centralnog tela, a na vrhu svake noge nalazi se kamera za distancu. Istraživači su ga nazvali Argus, po svevidećem čudovištu iz grčke mitologije.

Ovaj dizajn rezultira mašinom koja se može kretati u bilo kom pravcu, stabilizovati se nakon što je gurnuta, prelaziti neravan teren, nositi teret od 4,5 kilograma i čak se penjati uz zidove.

Tvorci robota, naučnici sa Univerziteta Djuk, objavili su nalaze u časopisu Science Robotics 27. maja.

Simulacija simetrije

Do dizajna se stiglo nakon više od 1.500 simulacija različitih oblika robota. Umesto pitanja na koju životinju robot treba da liči, istraživači su se fokusirali na to koliko mašina može biti simetrična u svim pravcima — matematički koncept zvan dinamička izotropija.

Vrednost dinamičke izotropije kreće se od 0 do 1 i pokazuje koliko ravnomerno robot može ubrzati svoje telo, odnosno centar mase, u svakom pravcu. Vrednost 1 znači da robot može da reaguje ili da se kreće gotovo identično u svim pravcima.

„Kad robot može podjednako dobro da ubrzava u svakom pravcu, nema potrebu da bude okrenut prema svetu na bilo koji određeni način“, kažu istraživači. „Napred i nazad postaje isto. Levo i desno postaje isto. Čitav problem kontrole robota menja karakter“.

Većina današnjih robota — uključujući napredne četvoronožne robote, humanoide i konvencionalne dronove — ima vrednost ispod 0,6, što znači da su bolji u kretanju ili reagovanju u nekim pravcima nego u nekim drugim. Sa 20 nogu, Argus je postigao 0,91 – što je blizu teoretskog maksimuma.

Taj rezultat je postignut raspoređivanjem Argusovog tela oko oblika zvanog pravilni dodekaedar, trodimenzionalnog oblika sa 12 jednakostraničnih petouglova. Ovaj raspored daje robotu gotovo uniformno vidno polje i omogućava mu da se kreće bez potrebe da se orijentiše kao konvencionalni robot.

Na osnovu ovih nalaza, roboti ne moraju da imitiraju ljude ili pse da bi povećali svoju agilnost, već su umesto toga dizajnirani iz dubljih matematičkih principa.

Izvođenje robota na teren

Da bi testirali da li je Argusov dizajn zaista optimalan, istraživači su izveli robota na teren, gde se kretao po betonu, travi, gustom lišću, mekom pesku, vlažnim površinama i kori drveta. Savladavao je prepreke visoke do 12,7 centimetara, nastavio da se kreće čak i nakon što su mu tri noge bile polomljene i gurao je kocku od 1 metar dok se kotrljao.

Argus predstavlja potvrdu koncepta, a ne konačan odgovor u pogledu optimalnog dizajna robota. Njegov širi značaj mogao bi biti u načinu kako je dizajniran, a ne u tome gde ili kako se može koristiti u realnim scenarijima — mogao bi biti matematički put za poređenje različitih robotskih tela i dizajniranje novih faktora oblika od nule.

„To pokazuje da dizajniranje radi dinamičke simetrije nije samo teorijska radoznalost. To proizvodi robota kog možete primeniti u divljini, na nezgodnom terenu i u neredu, pa čak i u uslovima niske gravitacije. To menja ono što je moguće“, kažu autori.

Evropa postaje najtopliji kontinent: Naučnici otkrivaju zašto temperature ekstremno skaču

Naučno otkriće bez presedana: Klimatske promene utiču na dužinu dana?