Большинство живых организмов и созданных человеком механизмов обладают выраженной симметрией, однако исследователи из Университета Дьюка решили оспорить эффективность этого подхода. Они представили Argus — робота, напоминающего морского ежа, который полностью лишен привычного разделения на переднюю и заднюю части.
Концепция динамической симметрии
В основе проекта лежит принцип «динамической симметрии» или динамической изотропии. Вместо того чтобы фокусироваться на внешней сбалансированности корпуса, ученые сосредоточились на способности робота одинаково эффективно ускоряться в любом направлении. Это позволяет машине двигаться вперед, назад или в стороны без необходимости разворачиваться, что радикально упрощает систему управления. По словам руководителя исследования доцента Боюаня Чэня, когда робот может ускоряться одинаково хорошо в любую сторону, понятия «лево» и «право» теряют смысл, а задача навигации меняет свой характер.
Для поиска оптимальной формы инженеры протестировали более 1500 виртуальных моделей. В результате была выбрана структура, состоящая из 20 телескопических модульных конечностей, расположенных в вершинах правильного додекаэдра — двенадцатигранной геометрической фигуры. Такая конфигурация обеспечивает равномерное распределение сил вокруг центрального корпуса и позволяет мгновенно начинать движение в любую сторону.
Круговое восприятие и проходимость
Argus оснащен 20 камерами глубины — по одной на каждой конечности. Это дает системе возможность «полнотелого восприятия»: робот видит окружающую среду сразу во всех направлениях. В то время как традиционные модели полагаются на сенсоры в головной части или ограниченный набор датчиков, Argus фиксирует препятствия с любого ракурса. В обзоре отмечается, что такая система позволяет машине выбирать наиболее удобный путь, не заботясь о том, какой стороной она повернута к цели.
В ходе испытаний робот продемонстрировал высокую эффективность на различных покрытиях:
- бетон и асфальт;
- песок и влажные поверхности;
- густая растительность и лесные тропы;
- древесная кора.
Устойчивость к повреждениям и грузоподъемность
Результаты тестирования показали, что конструкция Argus отличается повышенной живучестью. Робот сохранял подвижность даже при выходе из строя трех конечностей и быстро восстанавливал равновесие после сильных столкновений. По данным разработчиков, машина способна перемещать полезную нагрузку весом 4,5 кг практически на полной скорости.
Кроме того, Argus успешно прошел тесты по транспортировке объекта кубической формы размером около 91,4 см и продемонстрировал способность к вертикальному подъему. Робот может карабкаться между близко расположенными стенами, поочередно упираясь в них разными группами конечностей. Как отмечают специалисты, Argus служит доказательством того, что в проектировании автономных систем математический расчет может быть эффективнее копирования биологических форм. В будущем подобные принципы планируется применять в поисково-спасательных операциях, при исследовании планет и в работе автономных машин в условиях низкой гравитации.
12.06.2026