Быть длинным и гибким оказалась чрезвычайно популярным у животных с момента их появления на Земле. Робототехники, завидующие биологии, обратили внимание на этот факт и потратили десятилетия, пытаясь создать роботизированные версии змей, саламандр, червей и других подобных существ. В некотором роде успех был достигнут, хотя большинство таких роботов использовались, например, для помощи в случаях стихийных бедствий. Эти работы выполнялись с использованием новой стратегии передвижения, но без очевидного практического применения.
Дэн Голдман из Технологического института Джорджии занимается развитием роботизированного передвижения столько же, сколько и другие ученые. Его новый стартап в Атланте, Ground Control Robotics (GCR), занимается внедрением гигантских роботизированных членистоногих для ухода за сельскохозяйственными культурами.
Роботы-сороконожки заботятся об урожае
Сам робот не так уж и сложен, по крайней мере, если оценивать сложность по сравнению с другими образцами. Он состоит из головы с несколькими датчиками и нескольких одинаковых сегментов, соединенных кабелем. Каждый сегмент имеет пару двигателей для движения ног. Несмотря на кажущуюся простоту, такая конструкция предоставляет множество степеней свободы, что позволяет достичь высокой эффективности с использованием относительно простых методов управления.
«Роботы-сороконожки, как и роботы-змеи, в основном являются пловцами», — объясняет Голдман. Однако добавление ног позволяет роботу перемещаться в большем количестве сред, чем плавательные роботы. Поднятие и опускание ног создает плавную тяговую силу, что делает движение робота более стабильным и эффективным.
Такие роботы предназначены для работы в сложных сельскохозяйственных условиях, например, при борьбе с сорняками на виноградниках и других многолетних культурах, которые растут в неудобных местах, таких как крутые и каменистые склоны. Эти условия открывают новые возможности для GCR, предоставляя уникальный коммерческий потенциал.
Роботы для борьбы с сорняками
Одна из основных проблем, с которой сталкиваются фермеры, заключается в том, что борьба с сорняками вокруг многолетних культур, таких как виноград или клубника, требует значительных затрат. По оценкам GCR, борьба с сорняками на плантациях черники может стоить до 300 долларов за акр, а для клубники — еще дороже. Это не только дорого, но и очень трудоемко, и с каждым годом становится все сложнее найти людей, готовых выполнять эту работу.
GCR считает, что роботизированные сороконожки могут решить эту проблему, обеспечив автоматизированный и дешевый способ борьбы с сорняками. Эти роботы могут работать круглосуточно, проводя обследование полей, и затем удалять сорняки с помощью больших челюстей или даже лазеров, обходя ограничения традиционных методов.
Почему не использовать другие типы роботов?
Может возникнуть вопрос, почему бы не использовать более привычные системы, такие как четвероногие роботы или колесные машины? «Мы хотим, чтобы робот мог работать как можно ближе к растениям, не повреждая их», — говорит Голдман. Проблема в том, что большие роботы могут повредить растения, а маленькие роботы, хотя и не причиняют ущерба, создают проблемы с управлением.
«Когда роботы сталкиваются с препятствиями, которые имеют размеры, сопоставимые с их собственными, управление становится очень сложным», — объясняет Голдман. Одно из решений — использовать больше ног, что позволяет роботу двигаться гораздо более эффективно.
Каждый робот GCR будет стоить гораздо меньше, чем вы могли бы ожидать — около тысячи долларов, поскольку большая часть его интеллектуальных функций основана на механике, а не на сенсорах и вычислениях. Такой подход позволяет снизить затраты и увеличить эффективность.
Будущее и возможности для расширения
На данный момент GCR работает с фермерами в Джорджии над пилотными проектами для улучшения мобильности и сенсорных возможностей своих роботов. В будущем эта технология может найти применение и в других сферах, например, в помощи при стихийных бедствиях или даже в военных целях, хотя для разных условий могут потребоваться различные конфигурации конечностей роботов. Но Голдман уверен, что начальные применения в сельском хозяйстве имеют огромный потенциал, и именно с этого они начали.
Источник: https://spectrum.ieee.org/ground-control-robot-insectsЕсли вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
