acecook

Robot được thiết kế để nhảy cao hơn cả tháp Big Ben

Kỹ thuật robot
20/06/2024 15:20
Chân hình lăng kính nhẹ và lò xo chỉ chịu lực kéo giúp tăng đáng kể hiệu suất và hiệu quả năng lượng của các thiết kế robot nhảy.
aa

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Manchester đã phát triển một thiết kế cho phép robot vượt qua các chướng ngại vật lớn hơn chúng nhiều lần. Họ đã sử dụng kết hợp các mô phỏng trên máy tính, thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và các nguyên tắc toán học.

robot duoc thiet ke de nhay cao hon ca thap big ben
Robot lò xo tiên tiến: Mô hình thực nghiệm và CAD với cơ chế hộp số đang hoạt động.

Hệ thống này đã giúp nhóm tối ưu hóa kích thước, hình dạng và cách sắp xếp các bộ phận của robot để đạt được kết quả mong muốn.

Theo các nhà nghiên cứu, robot nhảy cao nhất hiện nay có thể đạt tới 33 mét, tương đương 110 lần kích thước của chính nó. Robot mới có thể nhảy lên hơn 120 mét trên không trung hoặc 200 mét trên mặt trăng – cao hơn gấp đôi chiều cao của tháp Big Ben.

Chi tiết về nghiên cứu của nhóm đã được công bố trên tạp chí Mechanism and Machine Theory (Cơ chế và Lý thuyết Máy móc).

Những bước nhảy hiệu quả của robot

Theo truyền thống, robot được thiết kế để di chuyển bằng cách lăn trên bánh xe hoặc đi bằng chân. Tuy nhiên, nhảy là một cách hiệu quả để điều hướng các vị trí có địa hình không bằng phẳng hoặc nhiều chướng ngại vật.

Mặc dù robot nhảy hiện đã có trên thị trường, nhưng thiết kế của chúng bộc lộ một số trở ngại đáng kể, chủ yếu là khả năng nhảy đủ cao để vượt qua các rào cản lớn và phức tạp.

Tiến sĩ John Lo, cộng tác viên nghiên cứu về Robot Vũ trụ tại Đại học Manchester và đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết trong một tuyên bố rằng nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu tìm ra một thiết kế có thể “cải thiện đáng kể hiệu quả năng lượng và hiệu suất của robot nhảy lò xo”.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng robot nhảy thông thường thường phóng mình trước khi giải phóng hoàn toàn năng lượng lò xo tích lũy, điều này giới hạn chiều cao tối đa của chúng và tạo ra những bước nhảy không hiệu quả. Ngoài ra, chúng có xu hướng lãng phí năng lượng bằng cách quay hoặc di chuyển sang một bên thay vì nhảy thẳng lên.

Các nhà nghiên cứu đã đặt mục tiêu loại bỏ những chuyển động không mong muốn này với các thiết kế mới của họ đồng thời duy trì độ cứng và tính toàn vẹn cấu trúc cần thiết.

Tối ưu hóa động lực học bước nhảy

Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu cách các mô hình lò xo lăng trụ và quay nhảy, sử dụng thông tin này để tạo ra mô hình đa vật của một khớp hình thoi cho hệ thống nhảy vật lý.

Theo nhóm nghiên cứu, việc quyết định hình dạng của robot liên quan đến việc lựa chọn giữa lực đẩy dựa trên chân giống như chuột túi hoặc cơ chế giống như piston với một lò xo lớn.

Các tùy chọn hình dạng từ các thiết kế đối xứng đơn giản như kim cương đến các hình thức hữu cơ phức tạp hơn. Sau đó, nhóm nghiên cứu phải quyết định kích thước của robot: robot nhỏ thì nhanh nhẹn, trong khi robot lớn hơn có thể chứa động cơ mạnh hơn để nhảy cao hơn. Tìm kích thước tối ưu có thể có nghĩa là tạo sự cân bằng giữa sự nhanh nhẹn và sức mạnh.

Việc cải tiến thiết kế của nhóm liên quan đến việc phân phối lại khối lượng về phía trên và tối ưu hóa cấu trúc liên kết, mặc dù những cải tiến này phải được điều chỉnh cho phù hợp với từng thiết kế.

Tiến sĩ Ben Parslew, Giảng viên cao cấp về Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ tại Đại học và đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Chân nhẹ hơn, có hình lăng trụ và sử dụng lò xo chỉ kéo dài là tất cả những đặc tính mà chúng tôi đã chứng minh để cải thiện hiệu suất và quan trọng nhất là hiệu quả năng lượng của robot nhảy”.

Mặc dù các nhà nghiên cứu đã xác định được một giải pháp thay thế thiết kế khả thi để nâng cao đáng kể hiệu suất, nhưng bước tiếp theo của họ là kiểm soát hướng nhảy và xác định cách sử dụng động năng từ khi hạ cánh để tăng số lần nhảy mà robot có thể thực hiện trên một lần sạc.

Các nhà nghiên cứu cho biết họ cũng sẽ nghiên cứu các phiên bản nhỏ hơn cho các sứ mệnh không gian.

Hồng Minh (Theo interestingengineering)

mca
Tin bài khác
Quản trị an ninh mạng không phải là lựa chọn, mà là yêu cầu bắt buộc

Quản trị an ninh mạng không phải là lựa chọn, mà là yêu cầu bắt buộc

Quản trị an ninh mạng trong môi trường rủi ro hiện nay không phải là lựa chọn, mà là yêu cầu bắt buộc, để đảm bảo hoạt động ổn định, bảo vệ tài sản, giữ vững niềm tin của khách hàng, duy trì uy tín của ngân hàng và hệ thống tài chính quốc gia.
Đổi mới sáng tạo: Lời giải cho mục tiêu GDP 8,3 – 8,5%

Đổi mới sáng tạo: Lời giải cho mục tiêu GDP 8,3 – 8,5%

Trong bối cảnh Chính phủ đặt mục tiêu tăng trưởng GDP năm 2025 ở mức 8,3 – 8,5%, câu hỏi lớn nhất được đặt ra đâu sẽ là động lực để hiện thực hóa con số tưởng như đầy tham vọng này? Các chuyên gia đều chung nhận định, không thể tiếp tục dựa vào vốn đầu tư và lao động giá rẻ, mà phải dựa vào chuyển đổi số, đổi mới sáng tạo và gia tăng năng suất lao động.
Bảo tàng Mỹ thuật Việt Nam chuyển mình trong kỷ nguyên số

Bảo tàng Mỹ thuật Việt Nam chuyển mình trong kỷ nguyên số

Sau gần 60 năm hình thành và phát triển, Bảo tàng Mỹ thuật Việt Nam - nơi lưu giữ hơn 20.000 hiện vật mỹ thuật, trong đó có 9 Bảo vật quốc gia - đang bước vào một giai đoạn mới với những đổi thay mạnh mẽ nhờ ứng dụng công nghệ và chuyển đổi số.
Hà Nội đẩy mạnh ứng dụng họp trực tuyến trong phát triển hành chính số

Hà Nội đẩy mạnh ứng dụng họp trực tuyến trong phát triển hành chính số

TP. Hà Nội là một trong những địa phương tiên phong áp dụng công nghệ chuyển đổi số, thay thế hoạt động hành chính truyền thống trong vận hành bộ máy hành chính 2 cấp. Trong đó, áp dụng hình thức họp trực tuyến làm công cụ điều hành chính, triển khai tại 126 phường, xã, các cấp, ngành toàn thành phố.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 28/9/2025: Tuổi Hợi công việc trì trệ, tuổi Ngọ sức khỏe khởi sắc

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 28/9/2025: Tuổi Hợi công việc trì trệ, tuổi Ngọ sức khỏe khởi sắc

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 28/9/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Công bố 20 tiêu chuẩn quốc gia về điện gió ngoài khơi tại Việt Nam

Công bố 20 tiêu chuẩn quốc gia về điện gió ngoài khơi tại Việt Nam

Ngày 26/9/2025, tại Hà Nội, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia (STAMEQ) trực thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ (MOST) phối hợp cùng Văn phòng Dịch vụ Dự án Liên Hợp Quốc (UNOPS) và Quỹ Đối tác Chuyển dịch Năng lượng Đông Nam Á (ETP) đã tổ chức Hội nghị chuyên đề báo cáo kết quả dự án và công bố 20 Tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) về điện gió ngoài khơi.
United Cargo mở rộng năng lực số hóa nhờ tích hợp với nền tảng CargoAi

United Cargo mở rộng năng lực số hóa nhờ tích hợp với nền tảng CargoAi

United Cargo vừa công bố thỏa thuận hợp tác chiến lược với CargoAi – nền tảng đặt chỗ kỹ thuật số hàng đầu trong ngành vận tải hàng không, đánh dấu bước tiến quan trọng trong chiến lược chuyển đổi số của nhằm hiện đại hóa hoạt động logistics hàng không.
Việt Nam tiên phong xây dựng khung pháp lý cho trí tuệ nhân tạo với Luật AI

Việt Nam tiên phong xây dựng khung pháp lý cho trí tuệ nhân tạo với Luật AI

Dự kiến Luật Trí tuệ nhân tạo (AI) sẽ được trình Quốc hội cuối năm 2025, đưa Việt Nam trở thành một trong số ít quốc gia có khung pháp lý toàn diện về AI.
Hướng mới cho xuất khẩu gạo Việt: Đa dạng thị trường, nâng cao giá trị

Hướng mới cho xuất khẩu gạo Việt: Đa dạng thị trường, nâng cao giá trị

Công điện 7142 của Bộ Công Thương đặt mục tiêu thúc đẩy sản xuất, xuất khẩu và tiêu thụ trong nước, khuyến khích doanh nghiệp chủ động tạm trữ, duy trì chất lượng, phát triển thương hiệu, qua đó khẳng định vị thế gạo Việt trên thị trường quốc tế.
Dự kiến tổ chức Hội chợ mùa Thu 2025 từ 20/10 - 5/11 tại Trung tâm Triển lãm Việt Nam

Dự kiến tổ chức Hội chợ mùa Thu 2025 từ 20/10 - 5/11 tại Trung tâm Triển lãm Việt Nam

Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính vừa ký Công điện số 172/CĐ-TTg ngày 25/9/2025 về việc tổ chức Hội chợ mùa Thu năm 2025. Sự kiện được giao cho Bộ Công Thương chủ trì, phối hợp với các bộ, cơ quan, địa phương, đơn vị liên quan tổ chức.
song-gia-tri