10월 9일, 캘리포니아 공과 대학(California Institute of Technology)의 연구원들은 이족 보행과 비행 동작을 결합하여 매우 유연하고 슬라이딩과 같은 복잡한 동작을 수행할 수 있는 이족 보행 로봇을 개발했습니다. 스케이트보드, 줄타기 등

▲나무 사이에 묶인 밧줄을 따라 걷는 레오

이 로봇의 디자인은 걷기와 날기 사이의 새들의 다양한 행동에서 영감을 받았습니다. 연구원들은 그것을 LEONARDO("legsonboarddrone" 드론의 다리, 줄여서 LEO)라고 명명했습니다. LEO는 다중 관절 다리와 프로펠러 기반 프로펠러를 통해 자체 균형을 미세하게 제어할 수 있습니다.

연구원들은 연구 논문에서 LEO가 하이브리드 모션 기능 덕분에 인간과 기존 로봇이 수행하기 어려운 다양한 작업을 수행할 수 있다고 밝혔습니다. 고지대 작업은 고압선 유지 보수 및 고지대 교량의 스프레이 페인트와 같이 LEO에 가장 적합한 응용 분야 중 하나가 될 것입니다.

이 연구는 이번 수요일 사이언스(Science)의 하위 저널인 사이언스 로보틱스(Science Robotics)에 게재되었으며 이번 달 저널의 표지에 실렸습니다. 논문 제목은 "날고, 슬랙라인, 스케이트보드를 타는 양족보행로봇(날고 줄타기를 할 수 있고 스케이트보드를 탈 수 있는 이족보행 로봇)"이다.

첫 번째. 로봇이 달리고 날 수 있도록 기존의 동작 방식을 변경합니다.

기존 로봇의 대부분은 지상이나 공중에서 움직일 수 있지만, 이 두 가지 동작 모드를 모두 갖춘 로봇은 거의 없다. 또한 기존 로봇은 복잡한 작업을 수행할 수 있는 능력이 거의 없습니다.

지상 로봇은 다리, 바퀴, 크롤링 및 기타 형태가 있습니다. 그 중 이족보행 로봇은 사람의 모습을 하고 있고 사람처럼 걷고 뛰고 점프할 수 있어 많은 관심을 받고 있다. 그러나 지상 로봇의 이동은 험준한 지형으로 인해 제약을 받기 쉽고, 적용 범위도 지상 부근으로 제한되어 높은 곳에서의 작업이 어렵다.

비행 로봇은 모든 종류의 거친 지형을 무시하고 원격 감지, 배달, 수색 및 구조, 검사와 같은 공중 작업에 참여할 수 있습니다. 그러나 높은 에너지 소비, 짧은 비행 시간, 제한된 적재 용량과 같은 자체 단점도 매우 명백합니다. 또한, 항공 로봇은 공중에서 작업할 때 스스로의 안정성을 관리해야 하기 때문에 지상 로봇보다 물체와 물리적으로 상호 작용하기가 더 어렵습니다.

연구원들은 이 두 로봇의 장점을 결합하여 LEO가 혼합 모션을 위해 걷기 및 비행 모션 모드를 결합하고 서로 다른 모션 모드 사이를 전환하여 다양한 거친 지형에 적응할 수 있도록 했습니다.

▲LEO가 계단 앞으로 걸어 내려갔다

▲LEO의 전자 및 기계 부품

LEO는 온보드 컴퓨터와 센서 제품군을 통해 완전히 자율적으로 작동할 수 있습니다. 통과해야 하는 장애물의 유형에 따라 걷기 또는 비행을 선택하거나 필요에 따라 둘을 혼합할 수 있습니다.

걷는 동안 LEO의 프로펠러는 걷는 동안 똑바로 유지될 수 있도록 하고, 다리 액추에이터는 보행을 달성하기 위해 다리의 위치를 ​​변경하여 로봇의 무게 중심을 앞으로 이동시킵니다. 비행 중에 LEO는 프로펠러만 사용하여 드론처럼 날 수 있습니다.

▲장애물을 우회하는 레오 스케이트보드

연구원들은 논문에서 "아마도 LEO에 가장 적합한 응용 프로그램은 고공 작업과 관련된 응용 프로그램일 것입니다. 이러한 작업은 일반적으로 인간에게 위험하며 로봇이 이를 대체해야 합니다."라고 말했습니다.

예를 들어, 현재의 고압선 점검은 원격으로 선로를 점검해야 할 뿐만 아니라 점검 및 유지보수를 위해 선로에 가야 하는 전문가에 의해 수행됩니다. LEO를 사용하면 전선을 오르기 위해 인력을 보낼 필요가 없으며 로봇을 사용하여 고압선 위로 비행하고 유지 보수 작업을 위해 전선을 따라 걸어가기만 하면 됩니다. 이것은 유지 보수 비용을 줄이고 사상자의 가능성을 줄입니다.

이러한 효과 외에도 LEO를 위해 설계된 기술은 적응형 착륙 장치 시스템의 개발을 촉진할 수도 있습니다. 연구팀은 미래 화성의 회전익기에 다리가 있는 착륙장치를 장착하여 경사지나 고르지 않은 지형에 착륙할 때 균형을 유지하여 착륙 실패 위험을 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

다음으로 더 무거운 로봇을 지지할 수 있도록 다리 디자인을 개선하고 프로펠러의 추력을 높여 LEO의 성능을 향상시킬 계획이다. 또한 그들은 LEO가 더 자율적이어서 로봇이 거친 지형을 걸을 때 다리가 지지하는 무게와 프로펠러에 필요한 추력을 이해할 수 있기를 바랍니다.

연구원들은 또한 심층 신경망을 사용하여 드론의 착륙을 제어하는 ​​새로 개발된 제어 알고리즘을 LEO에 장착하여 로봇이 환경을 더 잘 이해하고 걷기, 비행 또는 혼합 동작의 최상의 조합을 스스로 결정할 수 있도록 할 계획입니다. . 한 장소에서 다른 장소로 이동하는 가장 안전하고 에너지 소모가 가장 적은 방법입니다.

결론: 로봇 레오는 달리고 날 수 있어 이족 로봇의 적용 공간이 넓어집니다.

인간의 모습으로 인해 이족 로봇은 인간을 모방하여 다양한 작업을 완료할 수 있습니다. 그러나 환경 및 지형 조건으로 인해 이족 로봇의 움직임이 제한되는 경우가 많습니다.

LEO는 걷기와 비행을 결합하여 이족보행 로봇이 달리고 날 수 있도록 하여 지형의 장애물을 깨고 더 널리 사용되도록 합니다.

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