«سگ ربات» کره جنوبی اولین نفری شد که یک ماراتن را با یک بار شارژ باتری دوید - اکنون ما می دانیم که چگونه

یک ربات چهار پا یک ماراتن کامل را با یک بار شارژ باتری انجام داد و 26.2 مایل (42.2 کیلومتر) را در یک مسیر جاده عمومی تپه ای در کره جنوبی دو سال پیش طی کرد. اکنون ما چیزهای بیشتری در مورد چگونگی دستیابی به این رکوردشکنی می دانیم.

این ربات سگ مانند که RAIBO2 نام دارد، بیست و دومین ماراتن سالانه خرمالو خشک سانگجو را در کمتر از 4 ساعت و 19 دقیقه به پایان رساند. توسعه دهندگان ربات می گویند که این اولین ربات چهارپا است که یک رویداد رسمی ماراتن مسافتی را بدون توقف برای شارژ کامل انجام داده است. آنها معمولا به عنوان "سگ ربات" شناخته می شوند زیرا حرکت مفاصل آنها در هر دو پای جلویی و عقبی شبیه به حرکت سگ های نیش است.

دانشمندان در مطالعه ای که در 23 سپتامبر در ژورنال Nature منتشر شد، یافته های خود را در مورد شاهکار ربات که در 17 نوامبر 2024 به آن دست یافت، بیان کردند.

این دستاورد نشان دهنده نقطه عطف جدیدی در غلبه بر یک محدودیت حیاتی برای روبات های چهارپا بود: استقامت. اگرچه ربات‌های چهار پا می‌توانند از زمین‌های سختی که ماشین‌های چرخدار برای عبور از آن تلاش می‌کنند (مانند پله‌ها و مسیرهای ناهموار) عبور کنند، اما استقامت آنها محدود شده است زیرا نیرو دادن به چندین مفاصل در حالی که مکررا بدن دستگاه را بلند و ثابت می‌کند، انرژی زیادی مصرف می‌کند.

محققان در این مطالعه نوشتند: برخلاف روبات‌های چرخدار، چهارپاها به طور مداوم انرژی را در مفاصل خود صرف می‌کنند تا وزن بدن را تحمل کنند و در طول تماس متناوب پا با زمین، انرژی جنبشی را متحمل شوند.

مسابقه RAIBO2 یک آزمایش سخت در دنیای واقعی بود. این ربات در طول ماراتن خرمالو خشک سانگجو با شرکت کنندگان انسانی مسابقه داد. این مسیر دو صعود 50 متری (164 فوت) با شیب تا 10 درجه را در بر می گرفت. دانشمندان گفتند که این نوع شیب ها فشار بیشتری بر منابع انرژی ربات وارد می کند و توانایی های مدیریت باتری ربات را تحت آزمایش قرار می دهد.

RAIBO2 قبلا یک مسیر 26.7 مایلی (43 کیلومتری) را با هدایت GPS در یک میدان ورزشی مسطح طی کرده بود که با یک بار شارژ آن را در 4 ساعت و 40 دقیقه از بین برد. با این حال، تلاش ماراتن قبلی در زمین های ناهموار در برابر سایر رقبا باید در حدود 23 مایل (37 کیلومتر) پس از تمام شدن باتری ربات متوقف می شد. توسعه دهندگان ربات این کمبود را تا حدی به تغییرات مکرر سرعت نسبت دادند زیرا دستگاه تلاش می کرد خود را با سرعت دوندگان نزدیک تنظیم کند.

برای جبران، این تیم ظرفیت باتری ربات را تا 33 درصد افزایش داد و با سیستم کنترل، از جمله اجرای کنترل سفتی مفصل در محرک، دستکاری کرد. این به ربات این امکان را می‌دهد که پای خود را در زمانی که باید ضربه‌ای را جذب کند یا به فشاری پایدار و قوی نیاز دارد، نرم کند. به گفته محققان، پس از تنظیمات، RAIBO2 با یک بار شارژ، البته در مسیرهای مستقیم، به حداکثر برد 41.6 مایل (67 کیلومتر) رسید.

یکی دیگر از معیارهای کلیدی، هزینه کل حمل و نقل RAIBO2 بود - اندازه گیری انرژی مورد نیاز برای حرکت یک جسم در یک فاصله معین، با مقادیر پایین تر نشان دهنده انرژی کمتر مصرف شده است. محققان گزارش دادند که RAIBO2 در مجموع هزینه حمل و نقل 0.25 را در مقایسه با معیار انسانی 0.37 به دست آورد. محققان گفتند دستگاه آنها اولین ربات چهارپا بود که از این رقم پیشی گرفت.

داستان های مرتبط

سریعتر از یوسین بولت؟ در اینجا تمام رکوردهایی که ربات‌های ورزشکار در بازی‌های ربات انسان‌نمای جهانی امسال در چین شکستند را مشاهده می‌کنید.

خوانندگان به اجازه دادن به ربات‌های انسان‌نما واکنش نشان می‌دهند

ربات ترسناک انسان مانند مجهز به هوش مصنوعی وارد تولید انبوه در چین می شود

تیم این کارایی را به چندین بهینه سازی در نرم افزار و سخت افزار RAIBO2 نسبت داد. اجزای مکانیکی سبک وزن آن که قادر به انتقال انرژی جنبشی از مفاصل آن با تداخل بسیار کم بودند، بسیار حیاتی بودند. آنها همچنین یک مدار رانندگی با تلفات کم و در بخش نرم افزاری، یک سیاست جابجایی را که به طور خاص برای محدود کردن مصرف انرژی ساده شده است، اعتبار می دهند. این سیستم همچنین با استفاده از محیط شبیه‌سازی این تیم به نام RaiSim که شامل مدل‌هایی از شیب‌ها، پله‌ها و جاده‌های یخی است، آموزش داده شد.

مانند بسیاری از وسایل نقلیه الکتریکی، RAIBO2 می تواند مقداری باتری را با گرفتن انرژی جنبشی، به ویژه در هنگام سفر در سراشیبی، بازسازی کند. این قابلیت به آن اجازه می‌دهد تا مقداری از انرژی را که در هنگام صعود خرج می‌کند جبران کند، اگرچه هزینه اضافی زمین‌های تپه‌ای را از بین نمی‌برد.

محققان گفتند که RAIBO2 بیش از سه برابر برد سفر در هر بار شارژ ربات‌های چهارپا موجود با ظرفیت کل باتری 2016 وات ساعت دارد. این تا حدی به دلیل افزایش ظرفیت است که تیم اکنون تخمین می زند که ربات می تواند تا 15.5 مایل (25 کیلومتر) دورتر از مرحله ماراتن خود را طی کند و در مجموع تا 41.6 مایل (67 کیلومتر) را طی کند.

توسعه دهندگان در این مطالعه اضافه کردند که این نوع استقامت می تواند نقش ربات های چهارپا را در مکان هایی که مدل های چرخ دار غیرعملی هستند، گسترش دهد. به عنوان مثال، آنها می توانند در مناطق فاجعه آمیز و مناطق کوهستانی مفید باشند، جایی که یک ربات به اندازه کافی متحرک و با استقامت بالا می تواند دوربین ها، حسگرها یا تجهیزات ارتباطی را در زمین های ناهموار حمل کند.