Gambe con molle (Hurst, Oregon State University)

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robot quadrupede

Camminare viene naturale agli esserei umani, ma è una delle più grandi barriere per i ricercatori robotici.

Gambe con giunti pilotati da motori hanno difficoltà, durante il camminamento, a riciclare energia come invece fanno le gambe biologiche, che usano tendini elastici e muscoli.

Un nuovo design, pilotato da cavi d'acciaio e con molle incorporate, è la risposta.

"La molla è importante. E' qualcosa di fondamentale per poter correre in modo efficiente" dice Jonathan Hurst, ricercatore robotico all' Oregon State University, in Oregon.

Studi sulla camminata e sulla corsa umana mostrano che i nostri tendini e muscoli recuperano fino al 40% dell'energia spesa.

Altri animali, ad esempio i canguri, recuperano anche di più, dice Hurst.



Camminata

Electric Cable Differential Leg


E' possibile programmare i motori di un robot per produrre un'andatura molleggiata, ma essi sprecano molta energia nel farlo e i risultati sono mediocri, dice Hurst.

Le sue gambe robotizzate usano molle vere per conservare e rilasciare l'energia.

La più avanzata si chiama Electric Cable Differential Leg , unsa singola gamba con giunto al ginocchio.


Il corpo della gamba contiene i motori che pilotano il ginocchio indirettamente, usando cavi metallici, e due molle in fibra di vetro fatte dello stesso materiale degli archi usati dagli arcieri.

La molla incamera e rilascia energia nel momento in cui la gamba salta su.


Più Gambe

Thumper leg inside

Hurst ha creto tre gambe robotizzate mentre era studente alla Carnegie Mellon University in Pittsburgh.

Una di loro, chiamata Thumper, si è unita a lui per il suo nuovo appuntamento nello stato dell' Oregon ed è attaccata ad un braccio che impedisce di cadere a destra o a sinistra, ma non verso avanti o dietro.

Altre due, unite in squadra su un bipede chiamato MABEL, sono al laboratorio del collaboratore di Hurst, Jessy Grizzle, alla Univesity of Michigan, ad Ann Arbor.

Le molle dentro ogni gamba riescono ad incamerare un kilojoule di energia per chilogrammo, abbastanza affinchè una molla da 75 grammi riesca ad incamerare l'energia richiesta per un singolo passo .

Per ottenere la potenza richiesta da un motore da solo, in un sistema tradizionale senza molle, questo dovrebbe pesare 30 volte più della molla.

Passi da bimbo

Bipedal robot MABEL

Grizzle sta lavorando sugli algoritmi di controllo che danno a questi robot un senso di equilibrio.

Egli afferma che il robot bipede MABEL riesce a camminare in modo soddisfacente su terreno pianeggiante.

Il prossimo passo è farlo camminare bene su un terreno irregolare, e possibilmente correre.

"E' lì che le molle ci aiuteranno moltissimo, camminando su un terreno accidentato. Esse assorbono naturalmente gli shock." dice Grizzle.

Martin Buehler, un ricercatore robotico alla iRobot Corporation, a Bedford, Massachusetts, dice ai nuovi scienziati che quello di Hurst è un progetto innovativo.

MABEL è un salto in avanti nel design avanzato di gambe e aiuterà i ricercatori a creare robot che corrono con andature più efficienti e simili a quelle animali, dice Buehler.

Una descrizione del lavoro di Hurst apparirà nell'edizione di Settembre dell'IEEE Robotics and Automation. + click here

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