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
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/8/2025: Tuổi Tý một ngày hanh thông, tuổi Tỵ nhiều biến động

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/8/2025: Tuổi Tý một ngày hanh thông, tuổi Tỵ nhiều biến động

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 11/8/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Gần 6.000 người tham gia đi bộ vì nạn nhân chất độc da cam tại TP.HCM

Gần 6.000 người tham gia đi bộ vì nạn nhân chất độc da cam tại TP.HCM

Sáng 10/8, tại Thành phố Hồ Chí Minh, một sự kiện đầy ý nghĩa đã diễn ra thu hút gần 6.000 người tham gia. Chương trình "Đi bộ Vì nạn nhân chất độc da cam năm 2025" do Hội Nạn nhân chất độc da cam/dioxin Thành phố Hồ Chí Minh phối hợp tổ chức.
[E-Magazine] Đằng sau những nhà máy không ánh đèn

[E-Magazine] Đằng sau những nhà máy không ánh đèn

Sản xuất thế giới đang tiến vào một kỷ nguyên nơi robot không cần ánh sáng và dữ liệu thay thế con người trong mọi quyết định. Trong bước chuyển ấy, cơ hội không dành cho những ai còn chần chừ...
Vingroup trình làng robot hình người "Made in Vietnam" trong lễ kỷ niệm 32 năm

Vingroup trình làng robot hình người "Made in Vietnam" trong lễ kỷ niệm 32 năm

Lần đầu tiên, mẫu robot hình người "Made in Vietnam" xuất hiện công khai trước công chúng, trong sự kiện kỷ niệm 32 năm Vingroup. Màn trình diễn của 6 robot trên sân khấu cho thấy tiềm năng mở rộng ứng dụng vào sản xuất, dịch vụ và đời sống.
Khi robot “lên cơ”: Cơ bắp nhân tạo giúp máy móc biết đá và cảm nhận

Khi robot “lên cơ”: Cơ bắp nhân tạo giúp máy móc biết đá và cảm nhận

Các kỹ sư tại Đại học Northwestern (Mỹ) đã phát triển một loại cơ bắp nhân tạo mềm dẻo, mở ra khả năng chế tạo những robot hình người với sức mạnh linh hoạt, có thể đá bóng, nâng vật nặng và thậm chí “cảm nhận” chuyển động của chính mình - một bước tiến quan trọng trong việc đưa robot tiến gần hơn với cơ thể sinh học.
Doanh nghiệp Việt cần “chuyển mình” trước khi tự động hóa và số hóa quy trình sản xuất

Doanh nghiệp Việt cần “chuyển mình” trước khi tự động hóa và số hóa quy trình sản xuất

Trong khuôn khổ chuỗi triển lãm công nghiệp gồm VME 2025, SIE 2025, các chuyên gia hàng đầu về tự động hóa, AI, tư vấn giải pháp tài chính, công nghệ đã có những tham luận giá trị (cũng chính là những chia sẻ thực chiến) cho ngành công nghiệp điện tử.
Phát triển du lịch bền vững gắn với bảo tồn thiên nhiên

Phát triển du lịch bền vững gắn với bảo tồn thiên nhiên

Cần Thơ đang đứng trước cơ hội lớn để trở thành trung tâm du lịch sinh thái đặc sắc của vùng Đồng bằng sông Cửu Long và cả nước.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 10/8/2025: Tuổi Hợi tương đối thuận lợi, tuổi Dần gặp xui xẻo

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 10/8/2025: Tuổi Hợi tương đối thuận lợi, tuổi Dần gặp xui xẻo

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 10/8/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Kiến tạo nền nông nghiệp xanh bằng công nghệ sinh học

Kiến tạo nền nông nghiệp xanh bằng công nghệ sinh học

Công nghệ sinh học đã trở thành một trong những động lực mạnh mẽ nhất, định hình lại toàn bộ ngành nông nghiệp, trong kỷ nguyên của biến đổi khí hậu, suy thoái tài nguyên và nhu cầu về an toàn thực phẩm của con người ngày một tăng cao.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: MB áp dụng lãi suất tiết kiệm cao nhất cho khách hàng

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: MB áp dụng lãi suất tiết kiệm cao nhất cho khách hàng

Tuần qua, nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm mở rộng dịch vụ và thu hút khách hàng với hàng loạt diễn biến đáng chú ý liên quan đến hoạt động kinh doanh, chiến lược nhân sự như: HDBank ghi nhận lợi nhuận trước thuế; MB) áp dụng lãi suất tiết kiệm cao nhất; Techcombank vừa trở thành nhà tài trợ độc quyền cuộc thi “A.I Thực chiến”...
Quảng cáo
moxa