Cheetarobot doet salto

MIT-Mini-Cheetah-01_0

De nieuwe mini cheetarobot van MIT is verend en licht op zijn voeten, met een bewegingsbereik vergelijkbaar met dat van een topturner. De vierpotige machine kan buigen en met zijn benen zwaaien, en kan zowel rechtop als ondersteboven lopen. De robot loopt met gemak over ongelijk terrein en doet dit ongeveer twee keer zo snel als een mens. Met een gewicht van circa negen kilogram is deze viervoeter zeker geen watje. Als de robot op de grond wordt geschopt, kan hij zich snel herstellen via een snelle, kungfu-achtige zwaai met zijn ellebogen.

Misschien wel het meest indrukwekkend is het vermogen om vanuit een staande positie een 360 graden salto uit te voeren. Volgens onderzoekers is het ontwerp van deze machine vrijwel onverwoestbaar. De cheeta is ontworpen met modulariteit in het achterhoofd, voor het geval dat een ledemaat of motor breekt. Elk van de robotbenen wordt aangedreven door drie identieke, betaalbare elektromotoren bestaande uit kant-en-klare onderdelen. Elke motor kan eenvoudig door een nieuwe motor worden vervangen.

De machine is meer dan een miniatuurversie van zijn voorganger, de grote Cheetah 3-robot die vaak moet worden gestabiliseerd om zijn dure, op maat gemaakte onderdelen te beschermen. Elk van de twaalf robotmotoren is ongeveer even groot als een potdeksel. Hij bestaat uit een stator, of een set spoelen, die een roterend magnetisch veld genereert; een kleine regelaar die de hoeveelheid stroom overbrengt die de stator zou moeten produceren; een rotor met magneten die met het veld van de stator meedraait voor het optillen of draaien van een ledemaat; een tandwielkast met een tandwielreductie van 6:1, waardoor de rotor zes keer zo groot is als normaal; alsook een positiesensor die de hoek en oriëntatie van de motor en betreffende ledemaat meet. Elke poot wordt aangedreven door drie motoren.

Dit resulteert in drie vrijheidsgraden en een groot bewegingsbereik. Het lichte ontwerp en lage massatraagheid stelt de robot in staat om snel en dynamisch te manoeuvreren en krachtige schokken op de grond te maken zonder de versnellingsbakken of ledematen te breken. De ingenieurs hebben de mini-cheeta langs een aantal manoeuvres geleid. De machine liep ongeveer acht kilometer per uur in verschillende omgevingen. Ontvangt de robot een signaal om opnieuw op te starten, dan bepaalt hij eerst zijn oriëntatie en voert dan een voorgeprogrammeerde hurk- of elleboogschommelmanoeuvre uit om zichzelf op alle ledematen te laten draaien.

Het MIT-team werkt momenteel ook aan een andere beweging. Het ontwerp van deze machine wordt in mei gepresenteerd tijdens de International Conference on Robotics and Automation 2019 in Montreal te Canada. Ook worden er momenteel meerdere mini-cheeta’s gebouwd. Het doel is een set van 10 machines die aan andere laboratoria kunnen worden uitgeleend.

Dossiers