Учёные из Токийского университета спроектировали уникальных роботов, которых можно с уверенностью назвать наиболее человекоподобными из всех существующих. Боты-гуманоиды под названием Kenshiro и Kengoro, разработанные с помощью технологий 3D-печати, могут выполнять такие действия, как приседания, отжимания и даже растяжки.

Исследовательская группа, возглавляемая Юки Асано, работает над роботами-гуманоидами с 2011 года и в последние годы добилась невероятных успехов в этом направлении. Kengoro, более «молодой» из двух ботов, точнейшим образом имитирует движения человеческого тела.

Столь реалистичные движения робота являются результатом сложной электронной структуры, созданной по образу человеческого скелета и мышечных систем, а не на технических принципах. Как объясняют исследователи, они использовали такие технологии, как 3D-печать, чтобы воссоздать структуру скелетно-мышечной системы человека в ряде алюминиевых, стальных и пластмассовых материалов.

Впечатляющие роботы имеют сочлененный позвоночник (который позволяет им сгибать тело), грудную клетку, сухожилия, суставы и сенсорную нервную систему, контролирующую и поддерживающую равновесие робота. Кроме того, исследователи оснастили робота мозговым модулем, что фактически позволяет ему двигаться и действовать без прямых инструкций.

Kengoro, который разрабатывался ещё с 2015 года, даже обладает способностью потеть, поскольку он выделяет воду через пористый 3D-печатный металл для охлаждения своих двигателей. «Пористый металлический материал, созданный с помощью 3D-принтера, использовался для построения скелетной структуры робота. Мы разработали систему охлаждения, которая даёт возможность воде просачиваться сквозь материал и испаряться» - объясняет Юки Асано.

Это означает, что когда робот размером с человека (высота Kengoro - 167 см, вес - 56,5 кг) делает физические упражнения – например, отжимается, - его двигатели сохраняются от перегрева с помощью системы охлаждения, имитирующей систему потоотделения человека.

Мускулы роботов, позволяющие им двигаться подобно человеку, сделаны из комбинации электрических двигателей, проводов и датчиков. Используя данные технологии и более простые системы, такие как шаровые и соединительные разъемы, исследователи даже смогли оснастить гуманоидов сочлененными руками и гибкими ногами.

Человекоподобные боты Kenshiro и Kengoro были разработаны для целого ряда научных задач. Во-первых, команда Токийского университета считает, что её сложные роботы-гуманоиды позволят исследователям лучше понять, как организм человека действует и двигается во время занятий спортом, что, в свою очередь, поможет создавать более совершенные искусственные конечности. Ещё одной целью является разработка более реалистичных манекенов для краш-тестов.

 «По крайней мере, последние два тысячелетия люди пытались понять системы и механизмы, составляющие человеческий организм. Однако ограничение обычных гуманоидов заключается в том, что они были разработаны на основе теорий обычного машиностроения, механики, электроники и информатики» - утверждает Асано.

«Наша же цель заключается в разработке гуманоида, созданного на основе принципов построения систем организма человека, в том числе его костно-мышечной структуры, сенсорной нервной системы и методов обработки информации в мозге», - добавляет он. - «Наша исследовательская группа успешно разработала мышечно-скелетных роботов. Они имеют сходную с человеческой костно-мышечную структуру, гибкое тело и точно имитируют человеческие движения».

Исследование, посвященное инновационным разработкам гуманоидов, было недавно опубликовано в журнале Science Robotics.

Источник