Yaylı pati pedleri robot köpeklerin daha uzağa ve daha uzun süre koşmasını sağlıyor

Seul Ulusal Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'ndeki mühendisler, dört ayaklı robotlar için, zeminle çarpışmanın enerjisini depolayıp bir sonraki adımda geri verebilen gözenekli ayaklar tasarladı. Geleneksel yaylar ve amortisörler yalnızca hızlı yürüyüşlerde çalıştıkları için etkisizdi; bu nedenle yavaş hareket eden bir denetim robot köpeği için başka enerji geri kazanım mekanizmalarına ihtiyaç duyuldu. Önerilen ayaklar yarım küre şeklinde olup, esnek bir polimerden üç boyutlu olarak basılmıştır ve üçlü periyodik minimal yüzey (TPMS - triply periodic minimal surface) formundadır; bu, tekrarlayan gözenek ve payandalardan oluşan sürekli bir üç boyutlu kafestir ve düşük ağırlık, ayarlanabilir sertlik ile depolanan mekanik enerjiyi emme ve serbest bırakma yeteneğini birleştirir. Araştırmacılar üç kafes yapısını test etti: basit, giroit ve elmas; ve %60 bağıl yoğunluğa sahip elmas kafesin en iyi performansı gösterdiğini buldu: yeterince deforme oldu, çok fazla enerji depoladı ve iç sürtünmeye nispeten az enerji kaybetti. Elastik ayaklar tek başına yetersiz olduğundan (hatalı yürüyüşte depolanan enerji dağılır veya robotun gövdesinin sallanmasına neden olur, bu da elektrik motorlarını duruşunu düzeltmeye zorlar), mühendisler derin pekiştirmeli öğrenme yoluyla bir kontrolör eğitti. Model, TPMS yapısının deformasyonunu ve toparlanmasını içeriyordu ve ödül işlevi, aktüatörlerin işini zemin temasında elastik enerjinin depolanması ve salınmasıyla hizalayan hareketleri teşvik ediyordu. Sistem, dört ayaklı robot RBQ-10 üzerinde test edildi ve yeni ayaklar geleneksel katı yarım küre desteklerle karşılaştırıldı. Robot, 0,4 ile 1 m/s arasındaki hızlarda ortalama pil gücü tüketimini %1,4–6,2 oranında azaltırken tüm hız aralığında dengeyi korudu. Geliştirme, denetim, kargo taşıma ve arama-kurtarma operasyonlarında kullanılan robotlar için tasarlanmıştır; bu tür operasyonlarda uzun süreli otonom çalışma kritik öneme sahiptir.