Dieser superfedernde Roboter springt rekordverdächtige 100 Fuß weit

Springen Roboter gibt es schon eine Weile, aber ein neues Design ist das erste, das eine unglaubliche Höhe von über 100 Fuß erreicht. Das ist dreimal so hoch wie der bisher beste Hochspringer, a Roboter von Boston Dynamics. Neben der explosiven Federkraft dieser speziellen Maschine ist das Interessanteste an dem Roboter, dass der Forscher nicht dem jüngsten Trend gefolgt ist, in der Natur nach einer Lösung zu suchen. Als man erkannte, dass die Tiere die Zielhöhe nicht erreichen konnten, bestand die nächste Herausforderung darin, einen Weg zu finden, einen so massiven Start anzutreiben und gleichzeitig das Gewicht gering zu halten.

Vor Laufroboter wurden üblich, bestand ein Interesse daran, Hindernisse zu überwinden, die eine Walzmaschine daran hinderten, weiter voranzukommen. Trittstufen helfen bedingt, können aber nur über relativ geringe Höhen krabbeln. Die Antwort ist Klettern, Fliegen oder Springen. Klettern kann sogar noch herausfordernder sein als Gehen, da es viele Unbekannte zu berücksichtigen gilt. Fliegen erfordert eine kontinuierliche und erhebliche Menge an Energie, sodass Springen die beste Lösung darstellt.

Viele Roboterfortschritte konzentrieren sich auf biomimetische Ansätze, die das Design von Pflanzen und Tieren kopieren, die sich über Millionen von Jahren entwickelt haben. Elliot Hawkes, ein Ingenieurprofessor an UC Santa Barbaraempfand diesen Ansatz jedoch als zu einschränkend und wollte das Beste, was die Natur zu bieten hat, übertreffen. Durch den Einbau eines winzigen Motors und einer großen Feder kann die Kraft mit wiederholter Anstrengung langsam erhöht werden, bis die Feder für maximale Kraft vollständig belastet ist. Das Endergebnis ist eine 315-fache Beschleunigung der Schwerkraft. Das könnte ein sein einzigartige Möglichkeit, einen Roboter auf dem Mond zu bewegen. Hawkes berechnete, dass Mondsprünge aufgrund der geringeren Schwerkraft und des sehr geringen Luftwiderstands 125 Meter in die Höhe schießen würden, während sie einen halben Kilometer vorwärts kämen. Der Jumper ist in einem von der Fachzeitschrift geposteten YouTube-Video in Aktion zu sehen Natur.

Wie ein springender Roboter 100 Fuß springt

Der springende Roboter der UCSB schafft das überschreiten die Grenzen des biologischen Designs, die die gesamte Energie aufwenden müssen, die erforderlich ist, um in einem mächtigen Stoß vom Boden abzuheben. Mechanische Vorteile ermöglichen es, Energie im Laufe der Zeit zu speichern, und Kompressionsbögen aus Kohlefaser sind eine hervorragende Möglichkeit, Energie mit geringem Verlust zu halten. Der Motor kann die Feder weiter ankurbeln und sie mit immer mehr potenzieller Energie für eine explosive Freisetzung aufladen, wodurch der Roboter zu neuen Höhen aufsteigt.

Hawkes fand heraus, dass das Hinzufügen von Gummibändern, die sich von der Mitte bis zur Außenseite der Kohlefaserbögen erstrecken, die Stärke der Feder verbesserte, sodass mehr Spannung hinzugefügt werden konnte, ohne dass sie brach. Vom Boden abheben ist nur ein Teil der Herausforderung, und die Federn des Roboters sind eng anliegend, um den Widerstand so gering wie möglich zu halten, um viel weiter durch die Luft zu fliegen. Mit nur wenigen Modifikationen ein ähnliches Springen Roboter könnte bei Weltraummissionen, die auf anderen Welten landen, sehr nützlich sein und die Ausrüstung mit minimalem Energieverbrauch schnell und weit vom Landeplatz entfernt transportieren.

Quelle: UCSB, Natur/YouTube

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