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
Lãnh đạo Quốc hội Nga dự duyệt binh và chúc mừng Việt Nam nhân dịp Quốc khánh 2.9

Lãnh đạo Quốc hội Nga dự duyệt binh và chúc mừng Việt Nam nhân dịp Quốc khánh 2.9

Nhân dịp kỷ niệm 80 năm Cách mạng Tháng Tám và Quốc khánh 2.9, các nhà lãnh đạo cấp cao của Quốc hội Liên bang Nga đã gửi lời chúc mừng và tham dự các hoạt động kỷ niệm long trọng tại Hà Nội, thể hiện tình cảm hữu nghị gắn bó và cam kết thúc đẩy quan hệ đối tác chiến lược toàn diện Việt – Nga.
Thư cảm ơn của Ban Chỉ đạo Trung ương kỷ niệm các ngày lễ lớn sau đại lễ 2/9

Thư cảm ơn của Ban Chỉ đạo Trung ương kỷ niệm các ngày lễ lớn sau đại lễ 2/9

Ngày 3/9, Ban Chỉ đạo Trung ương kỷ niệm các ngày lễ lớn và sự kiện lịch sử quan trọng của đất nước trong 3 năm 2023 - 2025 đã có Thư cảm ơn sau Lễ kỷ niệm 80 năm Cách mạng Tháng Tám và Quốc khánh 2/9.
Ưu đãi doanh nghiệp Hội viên VAA tham gia Triển lãm quốc tế Viet Industry 2025

Ưu đãi doanh nghiệp Hội viên VAA tham gia Triển lãm quốc tế Viet Industry 2025

Triển lãm và Chuỗi sự kiện công nghiệp quốc tế quy mô lớn (Viet Industry 2025, diễn ra từ 11-13/9), được phát triển từ thành công của các triển lãm chuyên ngành Cleanfact & RHVAC Vietnam trong các lĩnh vực: điều hòa, thông gió, làm lạnh (RHVAC), công nghệ phòng sạch và giải pháp phụ trợ cho nhà máy công nghệ cao.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 4/9/2025: Tuổi Thìn gặp rắc rối, tuổi Hợi xảy ra bất hòa

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 4/9/2025: Tuổi Thìn gặp rắc rối, tuổi Hợi xảy ra bất hòa

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 4/9/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Hà Nội trong những ngày lịch sử: Rực rỡ, hào hùng và tràn đầy cảm xúc

Hà Nội trong những ngày lịch sử: Rực rỡ, hào hùng và tràn đầy cảm xúc

Đại lễ Quốc khánh 2/9 năm nay không chỉ để lại hình ảnh Thủ đô rợp cờ hoa, nhộn nhịp trong những ngày tháng lịch sử, mà còn khắc sâu trong lòng người dân cả nước ký ức khó quên. Dòng người từ 34 tỉnh, thành đổ về Hà Nội, tay vẫy cờ đỏ sao vàng, mắt ánh lên niềm tự hào, tạo nên bức tranh đẹp đẽ và thiêng liêng của tình yêu Tổ quốc.
Thị trường chứng khoán ngày 3/9: Thị trường giằng co, bất động sản, thép và dầu khí hút dòng tiền

Thị trường chứng khoán ngày 3/9: Thị trường giằng co, bất động sản, thép và dầu khí hút dòng tiền

Phiên 3/9 khép lại với trạng thái phân hóa nhưng nghiêng về xu hướng tăng điểm. Dù VN Index giảm nhẹ 0,05%, số mã tăng chiếm ưu thế và dòng tiền lớn vẫn tập trung mạnh vào nhóm ngân hàng, bất động sản, thép và dầu khí, cho thấy tâm lý nhà đầu tư vẫn lạc quan.
PGS.TS. Vũ Hải Quân được bổ nhiệm làm Thứ trưởng thường trực Bộ Khoa học và Công nghệ

PGS.TS. Vũ Hải Quân được bổ nhiệm làm Thứ trưởng thường trực Bộ Khoa học và Công nghệ

Ông Vũ Hải Quân, Chủ tịch Hội đồng, Giám đốc Đại học Quốc gia TP.HCM được Thủ tướng Chính phủ điều động, bổ nhiệm giữ chức Thứ trưởng Thường trực Bộ Khoa học và Công nghệ, ngày 3/9.
Bổ nhiệm PGS.TS Hoàng Minh Sơn làm Giám đốc Đại học Quốc gia Hà Nội

Bổ nhiệm PGS.TS Hoàng Minh Sơn làm Giám đốc Đại học Quốc gia Hà Nội

Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính vừa ký quyết định bổ nhiệm PGS.TS. Hoàng Minh Sơn, Thứ trưởng Bộ GDĐT làm Chủ tịch Hội đồng, Giám đốc Đại học Quốc gia Hà Nội.
Hành trình 80 năm đóng góp của ngành KHCN qua góc nhìn nguyên Bộ trưởng Nguyễn Quân

Hành trình 80 năm đóng góp của ngành KHCN qua góc nhìn nguyên Bộ trưởng Nguyễn Quân

Nhân dịp kỷ niệm 80 năm Cách mạng Tháng Tám và Quốc khánh 2/9, Tạp chí Doanh nghiệp Việt Nam đã có cuộc trao đổi với TS. Nguyễn Quân, nguyên Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) về những đóng góp quan trọng của KH&CN trong suốt chặng đường xây dựng, bảo vệ và phát triển đất nước, đồng thời nhìn nhận về triển vọng tương lai của ngành.
Triển lãm thành tựu Đất nước tại Hà Nội: Kéo dài thời gian, mở rộng cơ hội lan tỏa

Triển lãm thành tựu Đất nước tại Hà Nội: Kéo dài thời gian, mở rộng cơ hội lan tỏa

Ngày 2/9/2025, Phó Thủ tướng Chính phủ Mai Văn Chính đã ký Công điện số 155/CĐ-TTg về việc gia hạn thời gian tổ chức Triển lãm thành tựu Đất nước nhân dịp 80 năm Quốc khánh đến hết ngày 15/9/2025. Việc gia hạn nhằm đáp ứng nhu cầu tham quan, trải nghiệm của Nhân dân, đồng thời phát huy hiệu quả tuyên truyền, lan tỏa tinh thần yêu nước và quảng bá hình ảnh Việt Nam đổi mới, hội nhập.
song-gia-tri