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)

tan-hoang-minh
Tin bài khác
DigiKey mở rộng khả năng tiếp cận linh kiện cho doanh nghiệp sản xuất Việt Nam

DigiKey mở rộng khả năng tiếp cận linh kiện cho doanh nghiệp sản xuất Việt Nam

Với danh mục hơn 17,7 triệu linh kiện từ 3.000 nhà sản xuất, DigiKey hướng đến hỗ trợ kỹ sư và doanh nghiệp trong nước rút ngắn thời gian tìm nguồn cung, phát triển sản phẩm và duy trì hoạt động sản xuất.
MTTS đưa thiết bị y tế sơ sinh Việt Nam ra thị trường toàn cầu

MTTS đưa thiết bị y tế sơ sinh Việt Nam ra thị trường toàn cầu

Từ năm 2004, Công ty TNHH Chuyển giao công nghệ và Dịch vụ Y Tế (MTTS) lựa chọn hướng phát triển các giải pháp y tế chuyên biệt dành cho trẻ sơ sinh, nhóm bệnh nhân cần được chăm sóc đặc biệt và có nguy cơ cao trước những vấn đề sức khỏe nghiêm trọng.
Suzuki XL7 2026 sắp ra mắt: Tinh giản công nghệ điện tử để tối ưu chi phí

Suzuki XL7 2026 sắp ra mắt: Tinh giản công nghệ điện tử để tối ưu chi phí

Mẫu MPV Suzuki XL7 2026 sắp ra mắt tại Việt Nam sẽ tiếp tục duy trì nền tảng truyền động mild-hybrid, đi kèm chiến lược tinh giản cấu hình điện tử nhằm tối ưu hóa giá bán.
Nhận định phiên giao dịch ngày 2/11: Tiếp tục dao động giằng co trong biên độ hẹp

Nhận định phiên giao dịch ngày 2/11: Tiếp tục dao động giằng co trong biên độ hẹp

Sau phiên giảm gần 14 điểm vào cuối tháng 10, VN-Index đang kiểm định vùng hỗ trợ quanh 1.740 điểm. Các chỉ báo kỹ thuật cho thấy thị trường thiếu động lực bứt phá, do đó chỉ số nhiều khả năng tiếp tục dao động giằng co trong biên độ hẹp trước khi xác lập xu hướng mới.
[E-Magazine] Xem bằng cảm xúc, tin bằng hiểu biết

[E-Magazine] Xem bằng cảm xúc, tin bằng hiểu biết

Trên màn hình điện thoại, ipad, máy tính…, giọng hát có thể lay động lòng người dù chưa từng cất lên từ sân khấu hay phòng thu âm. Một cảnh quay khiến ta tin mình đang chứng kiến sự việc, dù nó chưa từng xảy ra. Trí tuệ nhân tạo (AI) ngày nay đã mở rộng biên độ sáng tạo nghệ thuật, đồng thời đặt khán giả trước một đòi hỏi mới - biết thưởng thức mà vẫn giữ quyền phán đoán.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 02/11/2026: Tuổi Thân vận trình khởi sắc, tuổi Tuất cần thận trọng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 02/11/2026: Tuổi Thân vận trình khởi sắc, tuổi Tuất cần thận trọng

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 02/11/2026 nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên và sức khỏe.
Toyota sắp tung mẫu xe điện tối ưu chi phí sản xuất

Toyota sắp tung mẫu xe điện tối ưu chi phí sản xuất

Toyota đang nghiên cứu phát triển các nền tảng xe điện giá rẻ tại Indonesia, nhằm tăng cường khả năng tiếp cận phương tiện không phát thải tại thị trường Đông Nam Á.
Techcombank thu gần 1.700 tỷ đồng lãi thuần từ bảo hiểm sau 9 tháng

Techcombank thu gần 1.700 tỷ đồng lãi thuần từ bảo hiểm sau 9 tháng

Sau khi chấm dứt hợp tác độc quyền với Manulife, Techcombank ghi nhận lãi thuần từ kinh doanh bảo hiểm gần 1.700 tỷ đồng trong 9 tháng đầu năm 2026, tăng hơn gấp đôi so với cùng kỳ. Kết quả này cho thấy mảng bảo hiểm đang trở lại vai trò quan trọng trong cơ cấu thu nhập dịch vụ của ngân hàng.
Dấu ấn trong kết nối thị trường vốn Việt Nam - Hàn Quốc

Dấu ấn trong kết nối thị trường vốn Việt Nam - Hàn Quốc

Trong bối cảnh thị trường chứng khoán Việt Nam bước vào giai đoạn phát triển mới sau dấu mốc nâng hạng từ thị trường cận biên lên thị trường mới nổi thứ cấp, sự quan tâm của nhà đầu tư Hàn Quốc đang mở ra nhiều cơ hội kết nối thị trường vốn hai nước.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 1/11/2026: Tuổi Hợi vận trình khởi sắc, tuổi Dậu cần thận trọng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 1/11/2026: Tuổi Hợi vận trình khởi sắc, tuổi Dậu cần thận trọng

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 1/11/2026 nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên và sức khỏe.
master