Робот с мышцами

робот Кенширо Сотрудники Токийского университета разработали человекоподобный робот, который двигается как человек. Робот назвали Кенширо – по имени одного из героев комиксов. В конструкции робота ростом 158 см установлено более 100 моторов, чтобы Кенширо мог передвигаться как человек.

Человекоподобный робот, разработанный инженерами Токийского университета, имеет более 160 искусственных мышц и является результатом многолетних разработок. При разработке японские специалисты специально изучали анатомию человеческого тела, чтобы строение робота было максимально естественным. «Мы хотели, чтобы Кенширо выглядел и двигался как человек, поэтому максимально точно постарались воспроизвести строение тела», объясняет профессор Кей Окада. Рост и вес робота соответствуют средним параметрам 12-летнего японского мальчика (158 см, 50 кг).

Имитация движений

Чтобы как можно более точно воспроизвести строение человеческого тела, инженеры установили на скелет Кенширо все важнейшие мышцы: 50 мышц установлено на ногах, 76 на корпусе, 12 на плечах и 22 мышцы на шее. На сегодняшний день Кенширо – обладатель максимального количества «мышц» среди роботов. Для сравнения: у человека около 640 мышц.

Благодаря 160 «мышцам», каждой из которых можно управлять, Кенширо доступно огромное количество человеческих движений – конечно, не все, поскольку биологическая нервно-физиологическая схема движений человека очень сложна. Кенширо может двигать руками, ногами и верхней частью корпуса, однако правильная техника бега еще не освоена.

Как же робот «учится» совершать человеческие движения? Очень просто: человек показывает роботу элемент движения, и Кенширо имитирует его. Простой метод обучения основан на использовании интеллектуального открытого программного обеспечения и механического интерфейса.

«Кости» робота изготовлены из алюминия и соединяются между собой подвижными «суставами» - как и у человека. Под руководством профессора Масаюки Инаба удалось снизить вес робота до 50 кг, что было весьма сложной задачей – высокие роботы весят до 100 кг. Такой вес предполагает высокие нагрузки и расход энергии, а также пониженную скорость выполнения движений.

93 мотора для 160 мышц

Исследователи установили на конструкцию робота моторы компании Maxon. 160 мышц управляются с помощью 93 моторов. Там, где мышцы работают согласованно, как, например, грудные и шейные мышцы, установлен один мотор, который приводит в движение не одну мышцу, а систему мышц.

Электрически подключенные серводвигатели обладают оптимальными характеристиками крутящего момента, высокой динамикой, очень широким диапазоном частоты вращения и максимальным сроком службы.

Для взаимодействия мышц необходимы бесщеточные двигатели постоянного тока, поэтому на робот установлены моторы мощностью от 60 до 100 Ватт. Важным моментом при выборе моторов была величина нагрева мотора. Поскольку системы охлаждения моторов не предусмотрено, очень важно, чтобы при работе мотора выделялось мало теплоты, отметил профессор Кей Окада.

Копия человеческого тела

В лаборатории JSK с 1980 года создают различных роботов – от служебных и промышленных до человекоподобных роботов. Как и при разработке предыдущих моделей человекоподобного робота – Кента (2001), Котаро (2005), Кодзиро (2007), Кензо (2010) – целью специалистов было создать робота со строением, максимально приближенным к строению человеческого тела.

Чтобы Кенширо выглядел как человек, японские ученые работают над созданием кожи для робота. Уже в ближайшем будущем Кенширо можно будет интегрировать в человеческую среду. Следующая цель – научить Кенширо бегать.  


Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?