Crédit : Université de Manchester
Les ingénieurs de l'Université de Manchester ont percé les secrets de la conception d'un robot capable de sauter 120 mètres, soit plus haut que tout autre robot sauteur conçu à ce jour.
En combinant des mathématiques, des simulations informatiques et des expériences en laboratoire, les chercheurs ont découvert comment concevoir un robot avec la taille, la forme et la disposition optimale de ses pièces, lui permettant de sauter suffisamment haut pour franchir des obstacles plusieurs fois plus grands que sa propre taille.
Le robot qui saute le plus haut actuellement peut atteindre jusqu'à 33 mètres, ce qui équivaut à 110 fois sa propre taille. Aujourd'hui, des chercheurs ont conçu un robot capable de sauter à plus de 120 mètres dans les airs, soit 200 mètres sur la lune, soit plus de deux fois la hauteur de la tour de Big Ben.
L'avancée, publiée dans la revue Théorie des mécanismes et des machinesrévolutionnera les applications allant de l'exploration planétaire au sauvetage en cas de catastrophe en passant par la surveillance d'espaces dangereux ou inaccessibles.
Le co-auteur, le Dr John Lo, associé de recherche en robotique spatiale à l'Université de Manchester, a déclaré : « Les robots sont traditionnellement conçus pour se déplacer en roulant sur des roues ou en utilisant leurs jambes pour marcher, mais sauter constitue un moyen efficace de se déplacer dans des endroits où le le terrain est très inégal ou comporte de nombreux obstacles, comme à l'intérieur de grottes, à travers des forêts, sur des rochers ou même à la surface d'autres planètes dans l'espace.
“Bien que les robots sauteurs existent déjà, la conception de ces machines de saut présente plusieurs défis majeurs, le principal étant de sauter suffisamment haut pour surmonter des obstacles importants et complexes. Notre conception améliorerait considérablement l'efficacité énergétique et les performances des sauts à ressorts. des robots.”
Les chercheurs ont découvert que les robots sauteurs traditionnels décollent souvent avant de libérer complètement l’énergie de leur ressort stockée, ce qui entraîne des sauts inefficaces et limite leur hauteur maximale. Ils ont également constaté qu’ils gaspillaient de l’énergie en se déplaçant d’un côté à l’autre ou en tournant au lieu de se déplacer vers le haut.
Les nouvelles conceptions doivent viser à supprimer ces mouvements indésirables tout en conservant la résistance et la rigidité structurelles nécessaires.
Le co-auteur, le Dr Ben Parslew, maître de conférences en génie aérospatial, a déclaré : « Il y avait tellement de questions à répondre et de décisions à prendre concernant la forme du robot, par exemple s'il devait avoir des jambes pour pousser du sol comme un kangourou, ou devrait-il ressembler davantage à un piston technique avec un ressort géant ? Devrait-il s'agir d'une simple forme symétrique comme un diamant, ou devrait-il s'agir de quelque chose de plus courbé et organique ?
“Ensuite, après avoir décidé cela, nous devons réfléchir à la taille du robot : les petits robots sont légers et agiles, mais les grands robots peuvent transporter des moteurs plus gros pour des sauts plus puissants. La meilleure option se situe-t-elle donc quelque part entre les deux ?
“Nos refontes structurelles redistribuent la masse des composants du robot vers le haut et effilent la structure vers le bas. Des jambes plus légères, en forme de prisme et utilisant des ressorts qui ne font que s'étirer sont autant de propriétés que nous avons démontrées pour améliorer les performances et surtout, l'efficacité énergétique du robot sauteur.”
Bien que les chercheurs aient trouvé une option de conception réalisable pour améliorer considérablement les performances, leur prochain objectif est de contrôler la direction des sauts et de découvrir comment exploiter l'énergie cinétique de son atterrissage pour améliorer le nombre de sauts que le robot peut effectuer en un seul coup. charge. Ils exploreront également des conceptions plus compactes pour les missions spatiales, rendant le robot plus facile à transporter et à déployer sur la Lune.
Plus d'information:
John Lo et al, Caractérisation de la dynamique de décollage et de l'efficacité énergétique des robots sauteurs à ressorts, Théorie des mécanismes et des machines (2024). DOI : 10.1016/j.mechmachtheory.2024.105688
Fourni par l'Université de Manchester
Citation: Les ingénieurs débloquent la conception d'un robot record qui pourrait sauter deux fois la hauteur de Big Ben (2024, 18 juin) récupéré le 18 juin 2024 sur
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