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
Trao giải Cuộc thi viết “Vượt lên số phận” lần thứ VIII: Tôn vinh nghị lực và khát vọng sống

Trao giải Cuộc thi viết “Vượt lên số phận” lần thứ VIII: Tôn vinh nghị lực và khát vọng sống

Chiều 29/10, tại Hà Nội, Tạp chí Thanh niên phối hợp cùng Học viện Báo chí và Tuyên truyền, Hội Bảo trợ người khuyết tật và trẻ mồ côi Việt Nam tổ chức tổng kết và trao giải Cuộc thi viết "Vượt lên số phận" lần thứ VIII.
Niềm tin: giá trị cốt lõi của nguồn vốn con người

Niềm tin: giá trị cốt lõi của nguồn vốn con người

Thực tế cho thấy nguồn lực con người được xem là tài sản quan trọng và bền vững nhất của bất kỳ nền kinh tế nào, ở đó niềm tin đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong vốn con người, tạo nền tảng cho các yếu tố then chốt khác như sự tin tưởng, động lực và mục đích để thúc đẩy hiệu suất và đổi mới.
Thị trường chứng khoán ngày 29/10: Bất động sản đỏ lửa, nhóm ngân hàng cứu thị trường

Thị trường chứng khoán ngày 29/10: Bất động sản đỏ lửa, nhóm ngân hàng cứu thị trường

Thị trường ngày 29/10 khởi đầu hứng khởi nhưng nhanh chóng “nguội đi” khi dòng tiền chững lại. Bất động sản bị chốt lời ồ ạt, trong khi nhóm ngân hàng trở thành “điểm tựa” giúp VN Index giữ được sắc xanh cuối phiên.
Sonatus ra mắt AI Director để tăng tốc AI biên (Edge AI) trên xe ô tô

Sonatus ra mắt AI Director để tăng tốc AI biên (Edge AI) trên xe ô tô

Sonatus, công ty phần mềm xe hơi có trụ sở tại Sunnyvale, vừa công bố một nền tảng mới được thiết kế để giúp các nhà sản xuất ô tô triển khai trí tuệ nhân tạo (AI) trực tiếp bên trong xe.
Tổng Bí thư Tô Lâm dự tọa đàm về trí tuệ nhân tạo và chip bán dẫn tại Anh

Tổng Bí thư Tô Lâm dự tọa đàm về trí tuệ nhân tạo và chip bán dẫn tại Anh

Chuyến thăm chính thức Vương quốc Anh của Tổng Bí thư Tô Lâm ghi dấu bằng buổi tọa đàm quan trọng về trí tuệ nhân tạo, nơi Việt Nam khẳng định quyết tâm đồng hành cùng thế giới trong phát triển công nghệ vì con người, vì hòa bình và thịnh vượng chung.
450 công ty hàng đầu trong hệ sinh thái năng lượng mới quy tụ tại Đài Loan định hình tương lai bền vững

450 công ty hàng đầu trong hệ sinh thái năng lượng mới quy tụ tại Đài Loan định hình tương lai bền vững

Tuần lễ Năng lượng thông minh Quốc tế Đài Loan (Energy Taiwan 2025) và Triển lãm phát triển bền vững Đài Loan (Net-Zero Taiwan) do Hiệp hội xúc tiến thương mại Đài Loan (TAITRA) cùng Liên minh Năng lượng xanh và Phát triển bền vững (GESA) thuộc SEMI đồng tổ chức được khai mạc sáng ngày 29 tháng 10 tại tầng 1 và tầng 4 của Trung tâm Triển lãm Nam Cảng, Đài Loan.
Siemens công bố nghiên cứu toàn cầu trước thềm COP30: An ninh năng lượng vượt lên trên mục tiêu khí hậu

Siemens công bố nghiên cứu toàn cầu trước thềm COP30: An ninh năng lượng vượt lên trên mục tiêu khí hậu

Báo cáo mới nhất của Siemens cho thấy một bước ngoặt trong tư duy chuyển đổi năng lượng toàn cầu: các chính phủ giờ đây coi đảm bảo an ninh năng lượng là yếu tố sống còn, thậm chí vượt lên so với hợp tác khí hậu. Nghiên cứu được công bố ngay trước thềm COP30 tại Brazil, thu hút sự chú ý của cộng đồng quốc tế.
Hà Nội lần đầu tiên lọt top 5 thành phố hạnh phúc nhất châu Á

Hà Nội lần đầu tiên lọt top 5 thành phố hạnh phúc nhất châu Á

Không chỉ là trung tâm chính trị - văn hóa của Việt Nam, Hà Nội nay còn được thế giới ghi nhận là một trong những thành phố hạnh phúc nhất châu Á. Xếp hạng mới của Time Out cho thấy sức sống và bản sắc riêng của Thủ đô ngàn năm, nơi con người tìm thấy niềm vui trong những điều bình dị mỗi ngày.
Nhận định phiên giao dịch ngày 29/10: VN-Index có thể tiếp tục phục hồi, song nên thận trọng với các nhịp rung lắc

Nhận định phiên giao dịch ngày 29/10: VN-Index có thể tiếp tục phục hồi, song nên thận trọng với các nhịp rung lắc

Sau phiên phục hồi mạnh, VN-Index tiếp tục duy trì đà hứng khởi và tiến gần ngưỡng 1.700 điểm – mốc tâm lý quan trọng của thị trường. Tuy nhiên, giới phân tích cho rằng áp lực chốt lời và sự phân hóa giữa các nhóm cổ phiếu có thể khiến nhịp rung lắc quay trở lại trong những phiên tới.
Bản sao số: Nhân đôi hiệu suất, giảm rủi ro trong tự động hóa nhà máy

Bản sao số: Nhân đôi hiệu suất, giảm rủi ro trong tự động hóa nhà máy

Trong bối cảnh thiếu hụt lao động và chi phí sản xuất ngày càng leo thang, “bản sao số” (Digital Twin) đang trở thành nền tảng chiến lược giúp doanh nghiệp vừa tích hợp tự động hóa thông minh, vừa tối ưu dây chuyền mà không cần “đập đi xây lại”. Công nghệ này mô phỏng, dự đoán và xử lý mọi kịch bản vận hành từ lỗi kỹ thuật đến tấn công mạng trong không gian ảo, cho phép nhà máy “nhìn thấy tương lai” trước khi bước vào thực tế.
song-gia-tri