Как создавался самый большой робот-паук

Мэтт Дентон (Matt Denton) из Хэмпшира (Великобритания) сконструировал самого большого в мире пилотируемого шестиногого робота. Высота его гексапода составляет 2,8 м, диаметр – 5 м, а масса – около двух тонн. Робот получил название Mantis и официально внесен в Книгу рекордов Гиннесса осенью 2017 года. Сейчас Дентон снял ролик о его создании и рассказал интересные подробности работы над проектом. Оказывается, двухтонная машина – всего лишь миниатюрная модель будущего 200-тонного робота.

В движение Mantis приводит дизель-электрический двигатель. На каждый сустав установлены по два актуатора, сгибающие и разгибающие ноги с помощью гидравлической системы. Гидравлика оказалась самой сложной частью проекта. На предыдущем прототипе MK-1 она быстро вышла из строя. В Mantis понадобилось установить три емкости (по одной на каждую пару ног) и обеспечить управление клапанами с обратной связью, чтобы точнее дозировать усилие.

На создание своего робота Дентона вдохновила сага «Звездные войны». В детстве он увидел сцену из фильма «Империя наносит ответный удар», в которой показаны тяжелые шагающие роботы AT-AT высотой с большой дом. Они произвели на семилетнего мальчика настолько сильное впечатление, что он пронес его через всю жизнь.

Под влиянием детской мечты Дентон поступил в университет, занимался робототехникой и прошел сложный путь до эксперта по аниматронике. Он работал со студиями Disney и Lucasfilm, а затем вместе с Джошем Ли занимался созданием дроида BB-8 для съемок седьмого эпизода «Пробуждение силы». Спустя тридцать с лишним лет после просмотра пятого эпизода Star Wars, он помогал снять седьмой.

Это был интересный опыт, но Дентону всегда хотелось большего. Параллельно он конструировал своих роботов – непременно шагающих, а не катящихся. Проще всего было добиться устойчивости от шестиногих моделей, поэтому он выбрал их за основу. На ролике ниже один из первых роботов, построенных Дентоном. (Ищите на канале Matt Denton больше роликов.)

Еще с нулевых годов он создавал миниатюрных гексаподов, отрабатывая на них алгоритмы управления. Всего им было сделано около 20 разных роботов, прежде чем на него обратили внимание инвесторы. В 2009 году он получил деньги на разработку 200-тонного подводного робота-паука для выполнения сложных работ на морском дне. Проект получился очень амбициозным, и Дентон на каждом этапе сталкивался с различными трудностями.

Чтобы проверить отдельные инженерные подходы, он решил сперва сконструировать уменьшенную сухопутную версию робота. Так родился Mantis – шагающий гексапод, которым можно управлять изнутри, как это делал экипаж AT-AT в старом фантастическом фильме. Первые публичные испытания прототипа Mantis были проведены в 2012 году.

В ролике место пилота выглядит красиво: он просто двигает рукоять джойстика, и робот движется в заданном направлении. Однако даже спустя шесть лет концептуальные ограничения остаются прежними. Главное из них – низкая скорость движения. Она не превышает 1,1 км/ч, а немного поднять ее можно только за счет дистанционного управления по Wi-Fi. Без человека внутри робот двигается чуть шустрее, но будущему 200-тонному роботу отсутствие оператора вряд ли придаст скорости.

Сейчас Дентон вместе с инвесторами думают над тем, как можно ускорить движения будущего робота без заметного ущерба для точности движений. Для наземных условий уже есть хорошо зарекомендовавший себя вариант – использование гибридной гидравлико-пневматической системы. В нем гидравлические цилиндры применяются для аккуратного выполнения заданного движения, а пневматическая система – для быстрого возврата ног или манипуляторов в исходное состояние. Под водой придется использовать какую-то альтернативу, поскольку подавать воздух с поверхности или перезаряжать баллоны с воздухом высокого давления слишком затратно.