Robodog que se Curva para Trás Enfrenta Espaços Confinados com mais Velocidade

Robodog que se Curva para Trás Enfrenta Espaços Confinados com mais Velocidade

Crédito:The KLEIYN robodog can ascend chimney-like walls at up to 170 mm per second
JSK

A maioria dos robôs de quatro patas que vemos hoje apresenta corpos rígidos e de peça única, um design que funciona bem para muitas de suas tarefas. No entanto, para espaços apertados ou verticais, uma estrutura flexível oferece vantagens importantes — fazendo com que o cão-robô KLEIYN se destaque.

A Vantagem de uma Coluna Vertebral Flexível

Embora robôs como ANYmal, Lynx e Go2 apresentem agilidade impressionante e sejam frequentemente usados para tarefas de transporte, suas colunas vertebrais rígidas limitam a mobilidade em ambientes apertados. Em contraste, um robô com coluna vertebral flexível pode adaptar seu formato para escalar espaços estreitos, como o interior de uma chaminé.

Engenheiros da Universidade de Tóquio — conhecida por inovações como o robô voador DRAGON e humanoides musculoesqueléticos — revelaram o KLEIYN, um cão-robô com tronco articulado. Sua cintura flexível permite que ele encurte ou dobre sua estrutura para lidar com terrenos irregulares, ideal para missões de resgate ou espaços apertados.

Crédito:The KLEIYN robodog can tackle various terrains and climb in the wild too JSK

Em vez de usar garras ou sucção para escalar superfícies verticais, os pesquisadores equiparam o KLEIYN com potentes articulações nas pernas que pressionam firmemente contra paredes opostas lisas, criando atrito suficiente para mantê-lo suspenso. Essa abordagem estratégica elimina a necessidade de mecanismos complexos de preensão.

Mecânica Avançada das Pernas para Mobilidade Versátil

Cada uma das pernas do KLEIYN possui três graus de liberdade e uma articulação de passo adicional no ombro e no joelho traseiro. Os atuadores fornecem 25 Nm de torque com uma relação de transmissão de 1:10. Ao contrário de robôs similares, o design de panturrilha oposta do KLEIYN melhora a aderência vertical sem afetar a marcha normal.

Um motor de 40 Nm, acoplado a uma redução de marcha de 1:9, aciona o mecanismo da cintura, que fornece um único grau de liberdade. Duas seções simétricas de alumínio abrigam a bateria e os sistemas — a parte frontal com um LiDAR e uma IMU, e a parte traseira para equilíbrio.

Treinamento Virtual para Desempenho no Mundo Real

A equipe utilizou o Aprendizado Curricular Guiado por Contato para treinar o robô para escalar espaços verticais apertados.O KLEIYN dominou técnicas de escalada explorando esse ambiente virtual antes mesmo de ser colocado à prova no mundo físico.” Os pesquisadores então construíram paredes com vãos de 800, 900 e 1.000 mm para avaliar sua capacidade de escalada.

Crédito:Learning to climb in a simulated environment (top) and applying that to real-world tests (bottom) JSK

No cenário de 800 mm, o KLEIYN atingiu velocidades de escalada de até 170 mm por segundo — 50 vezes mais rápido que o hexápode SiLVIA da UCLA, que escala a 3 mm/s. Testes adicionais demonstraram sua capacidade de caminhar em escadas e terrenos irregulares com facilidade.

Uma Ferramenta Promissora para Inspeção e Resgate

Com 13 kg e 760 mm de comprimento, o tamanho compacto do KLEIYN é adequado para inspeções industriais e tarefas de busca e salvamento. Sua combinação de design mecânico e treinamento virtual o torna um destaque no campo em evolução da robótica.

Os pesquisadores publicaram um artigo detalhado sobre o projeto no arXiv e incluíram recursos visuais adicionais no vídeo abaixo.

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