Japoński robot naśladuje w wodzie ruchy pływającego człowieka

Androida pływającego kraulem, delfinem i na grzbiecie skonstruowali Japończycy

Publikacja: 10.08.2012 00:09

Swumanoid zbudowany jest w skali 1:2. Waży tylko 5,5 kilograma

Swumanoid zbudowany jest w skali 1:2. Waży tylko 5,5 kilograma

Foto: Tokyo Institute of Technology

Pływaka o ludzkich kształtach zbudowali w Tokyo Institute of Technology badacze z zespołu inżynierów, którym kierują profesorowie Motomu Nakashima i Chung Changhyun. Swojego androida nazwali Swumanoid. Ramionami, nogami i tułowiem wykonuje  takie ruchy jak przy pływaniu trzema olimpijskimi stylami. Stylu klasycznego, czyli żabki, nie potrafi naśladować.

Swumanoid pomoże  wyczynowcom w treningu. Wykorzystany zostanie także w ratownictwie wodnym.

Silniki w stopach

Czterema kończynami robota porusza 20 silniczków elektrycznych w wodoszczelnych obudowach, z czego 12 znajduje się w ramionach. Silniczki są takiej wielkości, aby zmieściły się w stawach rąk, kolan i stóp. Umożliwiają one androidowi niezależne wykonywanie 21 rodzajów ruchów – 14 górnymi kończynami, w tym 4 ramionami i po 2 każdym z barków. Dolne kończyny wykonują 7 oddzielnych rodzajów ruchów.

– Jednym z podstawowych problemów, na jakie natrafiliśmy, jest wielka różnorodność ruchów pływaka na poziomie ramion, barków. Prawdę mówiąc, tego akurat wcale się nie spodziewaliśmy. Na razie uporaliśmy się z tym problemem, prowizorycznie dodając do każdego ramienia po jednym zakresie ruchu, aby naśladować kurczące ruchy łopatek. Ale daleko jeszcze Swumanoidowi do płynności ruchów człowieka swobodnie płynącego kraulem. Nasz zespół będzie nad tym pracował, dotychczasowe rezultaty są bardzo obiecujące – wyjaśnia dr Motomu Nakashima.

Jeszcze nie rekordzista

Pierwsza wersja Swumanoida nie jest jeszcze autonomiczna, obroty silniczków reguluje operator z brzegu na podstawie informacji przekazywanych do komputera przez czujniki – wysyłają one sygnały o tym, z jaką siłą dłonie i stopy naciskają wodę oraz jaki opór stawiają w wodzie kończyny i cały tułów. Prototyp na razie nie imponuje szybkością, dystans 100 m pokonuje w czasie 2,5 minuty, trzykrotnie wolniej od dobrej klasy pływaka.

Wymiary Swumanoida są o połowę mniejsze od przeciętnego człowieka, ma on tylko 90 cm wysokości oraz 27 cm szerokości w barkach. Natomiast waży nieproporcjonalnie mało w porównaniu z człowiekiem – połowa wagi człowieka wynosi około 40 kg, android waży tylko 5,5 kg.

Tak małą wagę uzyskano, stosując sztuczne tworzywo ABS (akrylonitryl-butadien-styren), lekkie, twarde, odporne na zarysowania, kwasy i tłuszcze, o błyszczącej powierzchni.

Do wiernego odtworzenia ruchów pływaka i analizy sił działających na poszczególne części ciała wykorzystano obrazy ze skanera 3D.

Zbudowanie pływającego androida nie jest tylko sztuką dla sztuki. – Przy pomocy tego rodzaju robota będziemy w stanie mierzyć różnicę między siłą motoryczną występującą w przypadku różnych ruchów, nawet jeśli różnice motoryczne między konkretnymi ruchami, gestami są minimalne. W ten sposób dowiemy się, jaki gest, jakie ułożenie ramienia, dłoni, jaki zakres ruchu stawu jest najbardziej efektywny, najskuteczniej przesuwa ciało w wodzie – mówi prof. Changhyun.

Sztuczny ratownik nie do zdarcia

Zastosowanie tego rodzaju androidów w treningu sportowców jest oczywiste, wyczynowi pływacy będą przy ich pomocy doskonalić technikę ruchów w wodzie i ułożenie dłoni.

Konstruktorzy widzą także inny obszar przydatności robota, pozasportowy. Przede wszystkim taki pływający android może się stać znakomitym ratownikiem pomagającym ludziom, którzy znaleźli się w wodzie w tarapatach. Androidowi ratownikowi nie grozi to, co jest przyczyną śmiertelnych wypadków na otwartych kąpieliskach – nie zabraknie mu oddechu, nie zachłyśnie się wodą, nie dozna szoku termicznego. W przypadku zastosowania takiego robota do ratowania człowieka na morzu nie grozi mu także wyziębienie, jeśli akcja ratunkowa trwa długo, na przykład godzinę.

Profesorowie Nakashima i Changhyun widzą również możliwość korzystania z pływających androidów w pracach podwodnych, mogłyby zastępować płetwonurków, przebywać pod wodą wielokrotnie dłużej niż ludzie i nie podlegać chorobie dekompresyjnej. Konstruktorzy podkreślają, że przed nimi jest jeszcze opracowanie algorytmu określającego optymalne ułożenie Swumanoida w wodzie. Szacują, że za dziesięć lat przy plażach pojawią się automatyczni ratownicy.

Pływaka o ludzkich kształtach zbudowali w Tokyo Institute of Technology badacze z zespołu inżynierów, którym kierują profesorowie Motomu Nakashima i Chung Changhyun. Swojego androida nazwali Swumanoid. Ramionami, nogami i tułowiem wykonuje  takie ruchy jak przy pływaniu trzema olimpijskimi stylami. Stylu klasycznego, czyli żabki, nie potrafi naśladować.

Swumanoid pomoże  wyczynowcom w treningu. Wykorzystany zostanie także w ratownictwie wodnym.

Pozostało 90% artykułu
Materiał Promocyjny
Kod Innowacji - ruszył konkurs dla firm stawiających na nowe technologie w komunikacji z konsumentami
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Materiał Promocyjny
Polska na czele rewolucji technologii kwantowych
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska