Een rare machine met twintig poten.
Het zou zelfs de regels kunnen veranderen voor hoe een robot eruit zou moeten zien.
Jarenlang hebben we gezien hoe robotici de natuur kopieerden. We zien mensachtigen lopen als mensen, machines die op vier poten lopen als honden, misschien enkele op insecten geïnspireerde rupsbanden of mechanische paarden.
Maar nieuw onderzoek suggereert dat de ideale lichaamsvorm helemaal geen kopie van ons is.
Het lijkt dichter op een zee-egel 🦔
Onderzoekers van Duke University hebben een robot gebouwd met de naam Argus – genoemd naar de alziende mythologische reus, omdat hij in alle richtingen kan kijken. Het ontwerp is radicaal in zijn eenvoud en complexiteit. Het heeft geen voorkant. Geen rug. Geen top eigenlijk, aangezien het centrale lichaam slechts een hub is.
In plaats daarvan stralen twintig telescopische poten vanuit het midden naar buiten.
Elke etappe kost $ 300. Elke tip heeft een dieptecamera.
Hierdoor kan Argus in elke richting bewegen. Het kan zichzelf stabiliseren nadat het is geduwd. Hij kan ruwe grond aan, heeft een laadvermogen van 4,5 kg en ja, hij klimt tegen muren op.
Op jacht naar symmetrie
Hoe vind je dit ontwerp?
Je vraagt niet “welk dier is het sterkst?”
Het team voerde meer dan 1,50 simulaties van verschillende vormen uit. Ze zochten naar iets wiskundigs dat dynamische isotropie heet. Het klinkt saai, maar dat is het niet. De score loopt van 0 tot 1.
1 betekent dat de robot zijn massa in elke richting identiek kan versnellen.
“Als een robot even goed kan accelereren… Vooruit en achteruit worden hetzelfde.”
Dat is Boyuan Chen van het Duke General Robotics Lab, die de verschuiving in perspectief uitlegt. Als richting er niet toe doet voor de besturing, verandert het navigatieprobleem volledig.
De meeste robots scoren onder de 0,6.
Zelfs de fraaie vierpotige honden of mensachtige bots zijn directioneel. Ze kunnen beter vooruit dan zijwaarts of achteruit.
Argus scoorde een 0,91.
Bijna het theoretische maximum.
Ze bereikten dit door het lichaam rond een regelmatige dodecaëder te plaatsen. Dat is de geometrische vorm met twaalf gezichten, gemaakt van vijfhoeken. Het creëert een vrijwel uniform gezichtsveld. De robot hoeft zich niet te oriënteren. Het gaat gewoon.
“Het hele probleem van robotbesturing verandert van karakter.”
Chaos in de echte wereld
Werkt wiskunde buiten de computer?
Om dit te bewijzen sleepte het team Argus over de Duke-campus.
Concreet. Gras. Dichte struiken. Zand. Natte plekken. Boomschors.
De robot klom over obstakels van wel 13 cm hoog. Hij rolde terwijl hij een kubus ter grootte van een kleine koelkast voortduwde.
En hier is de kicker.
Iemand heeft drie benen gebroken.
Het bleef in beweging.
Is Argus de toekomst van consumentenrobotica?
Waarschijnlijk nog niet. Het is een proof-of-concept. De echte waarde hier is niet de machine zelf, maar de methode die wordt gebruikt om hem te bouwen. Het bewijst dat we de biologie niet hoeven te imiteren om behendigheid te krijgen.
In plaats daarvan kunnen we vanuit de geometrie bouwen.
Dus stop misschien met kijken naar paarden voor inspiratie.
Kijk naar de egel. 🦔
Kijk naar de bol.
Kijk eens wat er gebeurt als je het idee van ‘vooruit’ verwijdert.
