Введение
SIGMO – это гуманоидный робот, разработанный для демонстрации возможностей технологий пассивной динамики. Аббревиатура SIGMO расшифровывается как Synthetic (Синтетический), Intelligent (Интеллектуальный), Mobility (Мобильность). Робот был создан командой старшеклассников для демонстрации потенциала методов пассивной динамической активации. Технология, обеспечивающая ходьбу SIGMO, находит применение в передовых протезных устройствах. Современные протезы приближаются к пределам доступных технологий и требуют усовершенствований, таких как индивидуальная настройка движений, снижение стоимости и разработка легких материалов. Существующие гуманоидные роботы, такие как ASIMO и QRIO, используют множество двигателей для передвижения. Эти двигатели снижают эффективность, увеличивают вес и стоимость робота. SIGMO призван решить эти проблемы, предлагая систему, которая не использует двигатели для передвижения, а полагается на пассивную динамическую технологию. Пассивные динамические системы отличаются низким энергопотреблением, высокой прочностью и низкой стоимостью. Конструкция основана на скелетной структуре человеческого тела, состоящей из двух ног с тазобедренными, коленными и голеностопными суставами, каждый из которых обеспечивает 1 степень свободы (DOF). Движение осуществляется за счет силы тяжести (при спуске по склону) или с помощью минимальной активации для ходьбы по ровной поверхности. SIGMO был разработан с использованием проверенных методов гравитационно-управляемых пассивных динамических двуногих роботов. К ногам добавлены небольшие приводы для обеспечения возможности ходьбы по ровной поверхности. Этот способ передвижения очень энергоэффективен, поскольку не требует использования двигателей при ходьбе. Отказ от двигателей также значительно снижает вес, что дополнительно повышает эффективность передвижения. Кроме того, это освобождает место внутри туловища для электронной схемы, управляющей движениями SIGMO, в отличие от других роботов, которым требуется дополнительный "рюкзак". SIGMO имеет верхнюю часть туловища, имитирующую движения человеческого тела. Руки оснащены небольшими сервомоторами, позволяющими SIGMO манипулировать предметами в зоне досягаемости. Основное шасси изготовлено из алюминиевого листового металла, обладающего высокой прочностью и малым весом. Коленные суставы изготовлены из стали и алюминия. Несмотря на больший вес стали по сравнению с алюминием, это помогает перенести нагрузку с туловища (содержащего тяжелые сервокомпоненты) на ноги и ступни, опирающиеся на землю. Обновленная модель SIGMO, находящаяся в стадии исследований и разработки, будет обеспечивать более точный контроль над движением конечностей и направленной устойчивостью. Для расширения функциональности SIGMO будет оснащен большим количеством двигателей, но каждый из них будет использоваться более эффективно, чем в предыдущих конструкциях. Опыт, полученный в результате предыдущих экспериментов с методами активации, будет использован для упрощения конструкции и поддержания эффективного способа передвижения. Разрабатывается платформа, позволяющая использовать различные конфигурации робота для снижения производственных затрат и повышения гибкости конструкции при тестировании. Прочный внутренний скелет будет модифицироваться для использования в качестве основы для будущих разработок. Также будет протестировано интеллектуальное маневрирование с новым прототипом для разработки эффективных алгоритмов и моделей управления как для простых, так и для сложных сред.