Об этом сообщает официальный сайт CalTech. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Новый робот, получивший название M4 (от Multi-Modal Mobility Morphobot), может катиться на четырех колесах, превращать свои колеса в роторы и летать, выполнять «стойку» на двух колесах, как сурикат, чтобы обозревать препятствия, а также задействовать два ротора, чтобы катиться с крутых склонов на двух колесах, «ходить», используя колеса как «ноги», кувыркаться и т. д.
«Робот с таким широким набором возможностей передвижения может найти разнообразное применение, начиная от перевозки раненых в больницу и заканчивая исследованием других планет», - отметил Мори Гариб, профессор аэронавтики и биоинженерии и директор Центра автономных систем и технологий (CAST) Калифорнийского технологического института, где был разработан робот.
M4 - совместное детище Гариба и Алирезы Рамезани, доцента кафедры электротехники и вычислительной техники Северо-восточного университета в Чикаго (США). Помимо них, группа поддержки технических аспектов M4 включала Эрика Сихите, научного сотрудника с докторской степенью в области аэрокосмической техники в Калифорнийском технологическом институте; Резу Немови, инженера-конструктора CAST; и Араша Калантари из Лаборатория реактивного движения, которой CalTech управляет для НАСА.
Статья, анонсирующая нового робота, была на днях опубликована в научном журнале Nature Communications. «Наша цель состояла в том, чтобы раздвинуть границы передвижения роботов, разработав систему, которая демонстрирует экстраординарные возможности мобильности с широким спектром различных режимов передвижения. Проект M4 успешно достиг этих целей», - указал в статье Алиреза Рамезани.
Робот M4 был протестирован на открытом воздухе и перемещался по территории кампуса Калифорнийского технологического института. Гибкость движений робота в сочетании с искусственным интеллектом позволяет ему выбирать наиболее эффективную форму передвижения в зависимости от местности, на которой ему предстоит действовать.
В частности, M4, исследуя незнакомую среду, может начать с движения на четырех колесах, что является его наиболее энергоэффективным режимом. Достигнув препятствия, такого как валун, он может встать на два колеса, чтобы заглянуть через него и получить более четкое представление о местности впереди. Затем, если M4 увидит овраг или другое подобное препятствие, которое не смог бы преодолеть колесный робот, он способен переконфигурировать свои колеса в роторы, перелететь через препятствие и продолжить движение.
«При столкновении с неизвестными средами только роботы, способные перепрофилировать свои мультимодальные компоненты с помощью искусственного интеллекта, могут добиться успеха», - подчеркивает Гариб, соавтор статьи в Nature Communications.
Одной из ключевых особенностей M4 является его способность перепрофилировать свои «ходовые элементы» в колеса, «ноги» или подруливающие устройства. Когда M4 нужно встать на два колеса, два из его четырех колес складываются, а их встроенные пропеллеры вращаются в верхней полусфере, обеспечивая роботу баланс. Когда М4 нужно лететь, все четыре колеса складываются, и пропеллеры отрывают робота от земли.
Шарниры на колесных узлах позволяют M4 совершать шагающие движения. В текущей итерации M4 ходьба в основном играет роль «доказательства концепции». Тем не менее, ожидаемые будущие поколения M4 могут обладать способностью эффективно ходить по пересеченной местности, по которой не смог бы продвинуться обычный колесный робот.
Гариб и его коллеги отметили, что на конструкцию M4 большое влияние оказала природа. В частности, исследователи в качестве примера брали то, как птицы кеклики (разновидность куропаток) используют взмахи крыльев, чтобы придать им рычаг, например, при беге по крутым склонам, и как морские львы используют свои ласты для различных видов передвижения по морю и суше. Таких примеров перепрофилирования конечностей в мире животных биологи могут привести множество, но только сейчас они стали активно исследоваться в аспекте практической биоинженерии.