공룡 걷기 로봇의 다리는 최대 효율성을 위해 설계되었다

공룡 걷기 Bob McDonald의 블로그: Birdbot 다리는 인간 다리를 모방하는 것보다 더 적은 모터와 에너지를 필요로 합니다.

과학자들은 새의 구조와 걸음걸이에서 영감을 받은 다리를 가진 로봇을 개발했습니다.
이 로봇은 사람의 다리에서 영감을 받은 디자인보다 더 적은 모터를 사용하고 에너지를 덜 소비할 수 있습니다.

다음에 갈매기, 비둘기, 거위가 지나가면 다리의 움직임을 자세히 살펴보십시오. 당신은 그들의 무릎이 우리와 반대 방향으로 구부러지는 것을 볼 수 있을 것입니다.

아래쪽 다리는 각 단계에서 앞으로 흔들리고 발은 공중에 있을 때 아래쪽과 뒤쪽을 가리킵니다.
다리를 들어 올려 걸을 때 발은 앞쪽을 향하게 유지하면서 아래쪽 다리는 뒤쪽으로 스윙합니다.

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이것은 물론 주요 구조적 차이이며 우리는 이를 중심으로 세상을 설계했습니다.
무릎이 반대 방향으로 구부러지면 가구가 어떻게 생겼는지 상상해보십시오. 의자에 앉으면 다리가 정면을 향하게 됩니다.

의자는 오리처럼 앉기 위해 몸 아래 새 다리를 접을 수 있도록 더 넓은 의자와 같아야합니다.

인간의 다리를 모델로 한 많은 이족보행 로봇이 있었습니다. 모터와 기어로 구성된 복잡한 시스템과 모든 관절의 움직임을 조화롭게 처리할 수 있는 정교한 컴퓨터가 필요합니다.

공룡 걷기 로봇

그러나 Max Planck Institute와 University of California at Irvine의 연구원들이 설계한 Birdbot은 새 다리 구조의 기계적 작용을 이용하여 모터와 에너지를 훨씬 적게 사용합니다.

새의 효율성에 대한 비밀은 엉덩이에서 관절을 거쳐 발까지 연결되는 일련의 힘줄과 근육에 있으며, 다리가 하중을 받을 때 긴 스프링처럼 작용합니다.

Toyota의 최첨단 T-HR3가 좋은 예입니다. 공룡 걷기

일단 스트레칭되면 다리가 앞으로 나아가기 위해 곧게 펴질 때 그 에너지를 되돌려줍니다. 이 기계적 스프링 작용은 근육의 작업량을 줄입니다.

힘줄은 또한 발과 다리의 움직임을 기계적으로 연결하여 효율성에도 도움이 됩니다.
새의 발목은 다리의 나머지 부분에 연결되어 있기 때문에 보폭 중에 자동으로 구부러집니다. 즉, 발목을 구부릴 근육 세트 없이도 할 수 있습니다.

Birdbot은 고관절에서 발까지 관절의 외부를 둘러싸는 힘줄 대신 케이블과 도르래로 구성되었습니다.

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두 개의 모터만 필요합니다. 하나는 다리를 계속 흔들기 위해 엉덩이에 있고 다른 하나는 다리를 들어 올리기 위해 무릎에 있습니다.
나머지 동작은 순전히 기계적이며 이전의 많은 보행 로봇에서처럼 각 관절의 움직임을 제어하고 조정하기 위해 정교한 컴퓨터가 필요하지 않습니다.

보행 로봇은 바퀴나 트레드로 이동하는 기계보다 중요한 이점이 있습니다. 즉, 거친 지형을 처리할 수 있고 걷는 사람을 위해 만들어진 세상을 더 잘 탐색할 수 있습니다.

커피 한 잔을 들고 계단을 내려가는 것을 생각해 보십시오. 당신의 다리는 거친 표면을 보상하므로 액체가 엎질러지지 않습니다.
그러나 자전거를 타고 같은 계단을 내려가는 경우 탁월한 서스펜션이 필요하거나 사방에 커피가 있을 것입니다.