Pneupard - робот-гепард з університету Осаки з пневматичними штучними м'язами
Фахівці-робототехніки у всьому світі досліджують будову тіла і принципи пересування гепарда і інших представників сімейства котячих, використовуючи одержані знання при проектуванні роботів, здатних до швидкого пересування на чотирьох кінцівках. Одним з таких проектів є новий проект дослідників з університету Осаки під назвою Pneupard. Розробляється биоподобная роботизована платформа використовує набір пневматичних штучних м'язів, як джерел сили для її пересування.
Конструкція робота Pneupard, яка знаходиться в ранній стадії розробки, належить дослідникам Андре Розандо (Andre Rosendo) і Шого Нэкэтсу (Shogo Nakatsu), які працюють під керівництвом професорів у галузі інформатики та технологій Кенічі Нэрайоки (Kenichi Narioka) і Коха Хозоды (Koh Hosoda). Ця команда вже досить давно має справу з різними типами м'язів і на їхньому рахунку вже є кілька пневматичних роботів, наприклад, робот-немовля Pneuborn і двоногий робот-спринтер Athlete.
Пневматичні штучні м'язи виготовлені з еластичної гумової труби, вкладеної в оболонку їх нейлону. Коли порожнина гумової труби заповнюється повітрям, вся конструкція штучного м'язи скорочуватися, діючи подібно мускулу живого організму. Такий метод дозволяє отримати досить сильні короткочасні імпульси сили, штучні м'язи дуже гнучкі і не схильні до механічних пошкоджень, а створювані ними рухи плавні і пластичні, те, чого так не вистачає роботам з електромеханічними приводами. Скорочення штучних м'язів, об'єднані з механічною рухомий конструкцією кінцівок, дозволяють точно копіювати амплітуду, силу і напрям руху кінцівки живої кішки.
Андре Розандо, який є керівником проекту Pneupard, пояснює, що одна задня кінцівка створюваного досвідченого зразка робота-гепарда містить вісім активних штучних м'язів. Передні кінцівки робота, які зараз розробляються, будуть містити шість штучних м'язів. "Спинний хребет робота також буде мати кілька штучних м'язів, які дозволять йому скорочуватися і розпрямлятися в такт з рухами інших частин тіла" - розповідає Розандо, - "Головною ідеєю нашого проекту є створення биоподобной системи, будову якої буде максимально точно копіювати будову рухового апарату гепарда. Використовуючи цю систему, ми вивчимо принципи руху гепардів і розробимо технології, які можна використовувати при створенні конструкцій інших роботів".
На наведеному нижче відеоролику можна побачити як задні кінцівки майбутнього робота Pneupard переміщуються у однотонному і механічному темпі. Але алгоритм управління цими кінцівками не побудований на базі розробленої програми, що описує почергове включення і відключення виконавчих елементів. Штучні м'язи активізуються за сигналами, які відповідають мозковим сигналами, ліченим з мозку кішки, що йде в постійному неквапливому темпі. Єдиними датчиками, які беруть участь у процесі і забезпечують зворотний зв'язок системі управління, є датчики зусилля, встановлені на кожній кінцівки робота.
"Отримані алгоритми ходьби можуть успішно протистояти випадковим втручанням ззовні і перешкод, включаючи асиметрію виконавчих механізмів правої і лівої кінцівки, яка неминуче виникає через трохи різняться характеристик використаних штучних м'язів" - розповідає Розандо, - "До того ж, скелетно-м'язова структура живих істот сама по собі досить "інтелектуальна" для того, щоб забезпечити компенсацію різних втручань, не вимагаючи при цьому складних алгоритмів управління".
В даний час ходьбу робота Pneupard можна охарактеризувати як "неприродно-знервована", але в найближчому майбутньому дослідники приєднають до роботу елементи його спинного хребта, що має докорінно змінити ходу робота. Незважаючи на оптимізм, дослідники не збираються конкурувати з роботом-гепардом компанії Boston Dynamics за звання найшвидшого робота на земній кулі, їх робота полягає у розробці універсальних, легких і недорогих конструкцій для різноманітних роботів майбутнього.