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)

Bài liên quan
hoi-cho-duoc-lieu
Tin bài khác
Hàng loạt sản phẩm, công nghệ mới được giới thiệu tại VINAMAC EXPO 2024, Cleanfact & RHVAC Vietnam 2024

Hàng loạt sản phẩm, công nghệ mới được giới thiệu tại VINAMAC EXPO 2024, Cleanfact & RHVAC Vietnam 2024

Diễn ra từ ngày 21 - 23/11/ 2024 tại TP. Hồ Chí Minh, Triển lãm Quốc tế về Máy móc, Thiết bị, Công nghệ và Sản phẩm Công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh (VINAMAC EXPO 2024) và Triển lãm quốc tế RHVAC, Phòng sạch & Phụ trợ nhà máy công nghệ cao 2024 (Cleanfact & RHVAC Vietnam 2024), các doanh nghiệp đã trưng bày, giới thiệu hàng loạt sản phẩm, công nghệ mới.
Khởi nghiệp trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe cùng với TT-GREEN

Khởi nghiệp trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe cùng với TT-GREEN

Với xu hướng ngày càng quan tâm đến sức khỏe, các phương pháp chăm sóc sức khỏe Đông y kết hợp công nghệ hiện đại đang mở ra những cơ hội đầy tiềm năng trong chuyên ngành chăm sóc sức khỏe. Đáp ứng nhu cầu đó, TT-GREEN tổ chức khóa học "Đặt Tâm Vào Đôi Tay" - chương trình đào tạo đặc biệt giúp chuyển giao công nghệ và trang bị kiến thức chuyên sâu cho những ai đam mê và mong muốn khởi nghiệp trong lĩnh vực này.
Giảm 75% thời gian lập trình máy công cụ nhờ AI

Giảm 75% thời gian lập trình máy công cụ nhờ AI

Tại Hội nghị Microsoft Ignite ở Chicago, Hoa Kỳ, Bộ phận Trí tuệ nhân tạo trong sản xuất của Hexagon vừa công bố một công cụ lập trình tự động cho sản xuất (CAM) có tên là ProPlanAI.
Vì sao Hóa dầu Petrolimex điều chỉnh kế hoạch kinh doanh?

Vì sao Hóa dầu Petrolimex điều chỉnh kế hoạch kinh doanh?

Tổng công ty Hóa dầu Petrolimex (PLC – niêm yết trên sàn HNX) vừa thông báo về việc lấy ý kiến cổ đông để điều chỉnh kế hoạch sản xuất kinh doanh năm 2024.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/11/2024: Tuổi Mùi công việc phát triển, tuổi Dần khó khăn ập tới

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/11/2024: Tuổi Mùi công việc phát triển, tuổi Dần khó khăn ập tới

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 23/11/2024 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 22/11: Đà tăng chững lại, dòng tiền thận trọng

Thị trường chứng khoán ngày 22/11: Đà tăng chững lại, dòng tiền thận trọng

Thị trường có sự chững lại sau 2 phiên tăng điểm mạnh liên tiếp. Nhà đầu tư tỏ ra thận trọng hơn khi dòng tiền vào thị trường khá hạn chế, đặc biệt trong phiên sáng. Áp lực chốt lời ở các nhóm ngành bất động sản và chứng khoán là nguyên nhân chính khiến VN Index điều chỉnh nhẹ.
Petrovietnam là doanh nghiệp nộp ngân sách lớn nhất Việt Nam

Petrovietnam là doanh nghiệp nộp ngân sách lớn nhất Việt Nam

Với số nộp ngân sách nhà nước năm 2023 ghi nhận đạt gần 95.000 tỷ đồng, Tập đoàn Dầu khí Việt nam (Petrovietnam) dẫn đầu VNTAX 200 – Danh sách các doanh nghiệp nộp ngân sách lớn nhất Việt Nam.
Tàu thăm dò Trung Quốc phát hiện thêm bằng chứng về một đại dương cổ trên Sao Hỏa

Tàu thăm dò Trung Quốc phát hiện thêm bằng chứng về một đại dương cổ trên Sao Hỏa

Dữ liệu thu thập từ tàu thăm dò Zhurong và các vệ tinh quay quanh Sao Hỏa cho thấy sự tồn tại của một đường bờ biển cổ xưa tại khu vực Utopia Planitia trên Sao Hỏa.
"Thư từ Roma": Bài 3 – Du học Ý: “Mọi ngả đường đều dẫn về thành Rome”

"Thư từ Roma": Bài 3 – Du học Ý: “Mọi ngả đường đều dẫn về thành Rome”

Bài 3 trong loạt bài "U50 đi du học" của tác giả Tô Phương Thủy – Phóng viên thường trú của Tạp chí Công dân và Khuyến học tại Châu Âu - Du học Ý: “Mọi ngả đường đều dẫn về thành Rome”.
VAA kết nạp thêm 3 hội viên mới

VAA kết nạp thêm 3 hội viên mới

Tháng 11/2024, Hội Tự động hóa Việt Nam đã trao Chứng nhận kết nạp thêm 03 hội viên mới.