Многих людей уже пугают четвероногие роботы, которые ходят на четырех ногах, а не на колесах или гусеницах. Что ж, робот MARVEL, скорее всего, не сильно изменит эти чувства, поскольку он может ходить прямо по ферромагнитным металлическим стенам.
Его название является аббревиатурой от Magnetically Adhesive Robot for Versatile and Expeditious Locomotion («Магнитно-адгезивного робота для универсального и оперативного передвижения»). MARVEL был разработан командой Корейского института передовых технологий под руководством профессора Хэ-Вон Парка (Hae-Won Park).
Каждая из четырех ног робота включает в себя как электропостоянный магнит (EPM), так и подошву из магнитореологического эластомера (MRE).
В отличие от обычного электромагнита, EPM требует энергию только для переключения между магнитным и немагнитным состояниями — другими словами, он не использует энергию для поддержания своей магнитной силы. MRE, используемый в подошвах, состоит из уретанового каучука, смешанного с частицами железа, в результате чего получается эластичный и ферромагнитный материал.
Чтобы карабкаться по вертикальным металлическим поверхностям или даже ходить вверх ногами по металлическим потолкам, MARVEL просто включает и выключает магнетизм своих ног, двигая каждую из них вперед. В то время как EPM обеспечивают всю силу притяжения, подошвы MRE обеспечивают сцепление, необходимое для предотвращения скольжения робота вниз.
Комбинация этих двух технологий позволяет MARVEL сохранять свое положение на металлической стене или потолке даже при воздействии внешней вертикальной силы до 54,5 кг или горизонтальной силы до 45,4 кг. Сам MARVEL весит около 8 кг.
MARVEL ходит по вертикальной стене (A), проходит по потолку (B), перешагивает через препятствия по вертикальной стене (C), совершает переходы от пола к стене и от стены к потолку (D), поднимается по накопительному баку (E) и ходит как по стене, так и по потолку с прикрепленным грузом весом 2 кг. Фото: KAIST.
В ходе проведенных до настоящего времени испытаний, робот мог взбираться по стенам с максимальной скоростью 70 см в секунду и ходить по потолкам со скоростью до 50 см в секунду. У него не было проблем с переходом между ходьбой по полу, стенам и потолку, а также он мог перешагивать через препятствия высотой 5 см.
Последняя возможность дает MARVEL явное преимущество перед гусеничными или колесными роботами для лазания по стенам, которым, вероятно, помешают такие проблемы.
Кроме того, даже когда вертикальные металлические поверхности были покрыты краской, пылью или ржавчиной, робот все еще мог подниматься со скоростью 35 см в секунду. Это важное соображение для его возможных реальных применений, которые включают осмотр, техническое обслуживание и/или ремонт таких вещей, как корабли, мосты, радиомачты, резервуары для хранения и железные балки на строительных площадках.
«Благодаря использованию магнитных подошв, состоящих из EPM и MRE, и контроллера нелинейной модели с прогнозированием, пригодного для лазания, робот может быстро перемещаться по различным ферромагнитным поверхностям, включая стены и потолки, а не только по ровной поверхности», — говорит Парк. «Мы считаем, что это станет краеугольным камнем, который расширит мобильность и места, куда могут отправиться роботы».
MARVEL описан в статье, недавно опубликованной в журнале Science Robotics. Робота можно увидеть в действии на видео ниже.
Проворное и универсальное лазание по ферромагнитным поверхностям с четвероногим роботом. Видео: KAIST DRCD Laboratory.
Источник: KAIST.