Холмы Марса или Луны далеко от ближайшего эвакуатора. Вот почему следующее поколение разведочное Роверс должны быть хорошие восхождение на холмы, покрытые обломочным материалом и избегая попадания на мягких сыпучих поверхностях.
Построена с колесной придатков, которая может быть поднята и колеса способны «шевелить» новый робот, известный как «мини-Ровер» был разработан и протестирован комплекс двигательных методов достаточно эффективен, чтобы помочь ему подняться на холмы, покрытые такой зернистый материал, и избежать риска получения бесславно застрял на какой-то удаленной планете или Луне.
Используя сложный шаг исследователи окрестили «задний ротатор педалей,» робот может подниматься по склону, используя его уникальный дизайн, чтобы совместить детский, прогулки, и колеса вращательных движений. Поведение марсохода были смоделированы, используя раздел физики, известный как terradynamics.
«Когда сыпучие материалы потока, что может создать проблемы для роботов, перемещающихся через это,» сказал Дэн Голдман, романтичная семья профессора в Школе физики технологического института Джорджии. «Этот марсоход имеет достаточно степеней свободы, что он может выйти из варенья довольно эффективно. На лавинообразный материалов от передних колес, то он создает локализованную жидкости Хилл для задних колес, что не так крут, как настоящий склон.
Ровер всегда самовоспроизводящиеся и самоорганизующиеся хороший холм для себя».
Исследования будут доложены на 13 мая в качестве обложки статье в журнале Science робототехники. Работа поддержана национальной инициативы НАСА робототехники и научно-исследовательским управлением армии.
Робот построен космический центр НАСА имени Джонсона, впервые возможность вращать его колеса, зачистка поверхности с эти колеса и лифт каждый из его колесных придатков, где это необходимо, создавая широкий диапазон потенциальных движений. С помощью 3D-принтеры, исследователи из технического института Джорджии совместно с Космическим центром имени Джонсона, чтобы повторно создать эти возможности в сокращенном транспортного средства с четырехколесная придатков вызвано 12 различных двигателей.
«Марсоход был разработан с модульной мехатронных архитектуры, имеющиеся в продаже компоненты и минимальное количество деталей», — сказал Сиддхартха Шривастава, студент в технологическом институте Джорджии школы Джордж Вудрафф машиностроения. «Это позволило нашей команде, чтобы использовать робота в качестве надежного лабораторного инструмента и сосредоточить наши усилия на изучении творческие и интересные эксперименты, не беспокоясь о повреждении Ровер, простои службы, или наезд ограничений производительности».
Широкий спектр марсохода движений дал научный коллектив возможность испытать множество вариаций, которые были изучены с помощью гранулированных перетащите измерения силы и модифицированной теории сила сопротивления. Шривастава и школьной физики кандидат наук Андраш Карсай началась с аллюрами изучены робот по каталогу производителя rp15 НАСА, и могли экспериментировать со схемами передвижения, что не могло быть проверено на полноразмерный вездеход.
Исследователи также проверили свои экспериментальные аллюры на склонах, предназначенных для моделирования планетных и лунных холмов с помощью системы псевдоожиженного слоя, известного как разброса (систематическое создание произвольного рельефа и испытания поисковых роботов), которые могут быть наклонены, чтобы оценить роль контроллинга сыпучего субстрата. Карсай и Шривастава сотрудничал с Ясемин Озкан-Айдын, докторской научный сотрудник в лаборатории Голдмана, чтобы изучить движение Ровер в испытательной разброса.
«На создание маленького робота с возможностями аналогичных по каталогу производителя rp15 Ровер, мы можем проверить принципы locomoting с различными аллюрами в контролируемой лабораторной среде,» Карсай сказал. «В наших тестах, мы, прежде всего, разнообразные походки, средств передвижения и спуска робот должен был подняться. Мы быстро повторяемых на протяжении многих стратегий походка и условий для изучения явлений, которые возникли».
В статье авторы описывают походку, которая позволила Rover, чтобы подняться по крутому склону с передними колесами активизации зернистый материал — семена мака для лабораторное обследование-и отведя их назад в сторону задних колес. Задние колеса пошевелил из стороны в сторону, подниматься и вращаться, чтобы создать движения, что напоминает греблю в воде. Материал выталкивается на задние колеса эффективно изменен наклон задних колес пришлось подниматься, позволяя марсоход продвигается вверх по холму, что могло остановить простой колесный робот.
В результате экспериментов получены вариация на ранее robophysics работать в группе Гольдмана, что повлечет за собой перемещение с ноги или ласты, которые подчеркивали нарушая зернистой поверхности как можно меньше, чтобы избежать попадания робот застрял.
«В наших предыдущих исследованиях чистого ногие роботы, смоделированные на животных, мы уже вроде выясняли, что секрет был, чтобы не напутать», — сказал Голдман. «Если вы в конечном итоге сделать слишком большой беспорядок С большинство роботов, в итоге вы просто грести и копать в зернистый материал. Если вы хотите быстро локомоции, мы обнаружили, что вы должны попробовать, чтобы держать материал как можно путем настройки параметров движения».
Но простые предложения оказалось проблематичным для марсоходов, который застрял в сыпучих материалах. Голдман говорит походка обнаружен на Шривастава, Карсай и Озкан-Айдын могли бы помочь будущих луноходов избежать этой участи.
«Данное сочетание подъема и Катя и детский, если используется должным образом, обеспечивает возможность поддержания определенного прогресса, даже если это медленно,» Голдман сказал. «С помощью наших лабораторных экспериментах мы показали принципы, которые могут привести к повышению надежности в планетарной разведке, и даже в самых сложных поверхностей на НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ.»
Исследователи надеются, что в следующем наращивания необычные аллюры для более крупных роботов, и, чтобы изучить идею изучения роботов и их локализованных средах вместе. «Мы хотели бы думать об опорно-двигательного аппарата и его среду как единую сущность,» Голдман сказал. «Есть, конечно, некоторые интересные сыпучей и мягкой материи физики вопросы для изучения.»
Хотя мини-вездеход предназначен для исследования лунных и планетарных исследований, уроков также могут быть применимы к наземной локомоции-это область интереса к научно-исследовательской лабораторией армии, один из спонсоров проекта.
«Фундаментальные исследования является выявление контр-интуитивные принципы и новые подходы для передвижения и гранулированных проникновения в сложные и доходные местности», — сказал доктор Самуэль Стантон, руководитель программы, в армейском исследовательском кабинете, элемент американской армии боевые возможности развития Командование Армии научно-исследовательской лаборатории. «Это может привести к роману, ландшафты-в курсе платформ, способных грамотно переходе между колесных и ноги режимов движения, чтобы поддерживать высокий темп работы.»
Помимо уже упомянутых, исследователи работали с Роберт Эмброуз и Уильям Bluethmann в НАСА, и отправился к ОАО НАСА для изучения полноразмерных марсоход NASA.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!