SolidSnake utiliza uniones ortogonales verticales y horizontales para simular el cuerpo blando de una criatura serpiente. Cada dos uniones ortogonales forman una unidad, y cada unidad equivale a una junta universal con dos grados de libertad, formando en su conjunto una estructura altamente redundante. Este diseño de mecanismo permite que el cuerpo de la serpiente se doble en cualquier dirección. El robot serpiente de segunda generación SolidSnake II tiene plenamente en cuenta las características de movimiento de las criaturas parecidas a serpientes. Desde la perspectiva de la biónica, combinada con las teorías relevantes de la dinámica robótica y la tribología, se estableció un modelo cinemático de serpientes basado en la teoría del control del comportamiento para descomponer las complejas formas de movimiento de las criaturas serpientes en formas de movimiento locales y simples. Al adoptar un concepto de diseño modular, cada junta se puede desmontar fácilmente. Las ocho articulaciones del robot serpiente forman una estructura altamente redundante, lo que facilita imitar y realizar las complejas formas de movimiento de las serpientes. Para reducir la resistencia a la fricción durante el movimiento del robot con forma de serpiente, se instalan ruedas motrices en ambos lados del robot con forma de serpiente, lo que logra la natación suave del cuerpo de la serpiente y mejora la flexibilidad y maniobrabilidad de la serpiente. robot con forma. La estructura principal del robot serpiente está hecha de plástico liviano y resistente al desgaste, lo que no solo reduce el peso del cuerpo de la serpiente, sino que también reduce los costos de procesamiento.
El robot con forma de serpiente SolidSnake II está equipado con múltiples posiciones reservadas, como controlador local, servo de posición y torsión, dispositivo de bloqueo de rueda motriz y otros dispositivos de soporte, que pueden realizar el reconocimiento del entorno del robot con forma de serpiente y movimiento autónomo. El robot con forma de serpiente está equipado con un detector de infrarrojos en su cabeza, que puede proporcionar datos de seguimiento ambiental. El diseño del circuito adopta una conexión de bus 485. La computadora superior está controlada por la PC y los conectores se pueden conectar y desconectar en cualquier momento a través del bus de sondeo programado. Este diseño puede reemplazar fácilmente cualquier articulación, y las nuevas articulaciones se pueden desmontar y ensamblar en cualquier momento según diferentes tareas. Incluso se puede enchufar y quitar con energía, lo que mejora en gran medida la confiabilidad y durabilidad del robot serpiente. Además, SolidSnakeII ha creado una plataforma completa de desarrollo de software y hardware, sentando una base sólida para la investigación y el desarrollo posteriores. Con la profundización de la investigación, la investigación y aplicación de los robots serpientes tendrán un mundo más amplio. En la década de 1970, el profesor Hirose del Instituto de Tecnología de Tokio en Japón comenzó a estudiar robots con forma de serpiente. El profesor Hirose desarrolló el primer robot serpiente (active cordministration-ACMIII) en 1972. La longitud total del robot es de 2 metros y tiene 20 articulaciones. El servomecanismo hace que la articulación gire hacia la izquierda y hacia la derecha. Para poder contactar eficazmente con el suelo, la barriga del robot está equipada con ruedas. La velocidad máxima del robot es de 40 cm/s y sólo puede moverse sobre una superficie plana. Después del primer robot con forma de serpiente, el laboratorio del profesor Hirose ha desarrollado sucesivamente una serie de robots con forma de serpiente. ACM-R3 es un resultado de investigación reciente. El robot ACM-R3 adopta un método de control completamente inalámbrico y cada articulación tiene su propia fuente de alimentación. Además, ACM-R3 es una estructura tridimensional y puede moverse en un entorno tridimensional para completar tres acciones complejas.
Takanashi, de la Corporación NEC de Japón, ha desarrollado un robot con forma de serpiente con articulaciones rígidas. El robot tiene una estructura de articulación especial con seis enlaces tubulares, una longitud de 1,4 m, un diámetro de 42 mm y un peso de 4,6 kg. Puede lograr movimientos espaciales tridimensionales y puede usarse para trabajos de exploración y rescate en situaciones peligrosas. .
La NASA JPL diseñó el robot serpiente utilizando la estructura del robot serpiente de NEC.
El robot mide aproximadamente 1 m de largo, 4 cm de diámetro, 3,18 kg de peso y 12 grados de libertad. Se utiliza principalmente para completar tareas laborales en entornos con obstáculos.
La alemana GMD ha desarrollado un robot con forma de serpiente. El robot es impulsado por cuerdas y tiene buena flexibilidad. Además, el robot serpiente lleva instalados sensores infrarrojos para detectar información ambiental.
Además, se han desarrollado muchos robots con forma de serpiente uno tras otro, por lo que no los presentaré aquí. El instituto noruego SINTEF ha diseñado un robot con forma de serpiente para explorar la superficie de Marte y actualmente está trabajando para mejorarlo. El robot parece una serpiente y puede cruzar casi cualquier obstáculo como una serpiente.
Los investigadores creen que este robot con forma de serpiente podría ser una excelente herramienta para la exploración de Marte, y la ESA parece estar de acuerdo. SINTEF acaba de recibir 500.000 coronas noruegas (aproximadamente 85.000 dólares) de la Agencia Espacial Europea (ESA) para desarrollar el robot con forma de serpiente.
Investigadores de la Universidad SINTEF dicen que el robot serpiente no reemplazará a los exploradores de Marte existentes y están buscando una manera de hacer que las dos herramientas funcionen juntas.
"Estamos trabajando en varias alternativas para que el rover y el robot serpiente funcionen juntos. Porque el rover tiene un potente dispositivo de energía que puede proporcionar energía al robot serpiente a través del cable. Si el robot serpiente tiene utilizar su propia batería, rápidamente se queda sin energía y luego la perdemos", explica Axel Terrans, científico investigador principal de la Universidad SINTEF.
"Una opción es colocar el robot serpiente en el brazo robótico del rover y darle la capacidad de desconectarse y volver a conectarse con el brazo robótico, permitiéndole aterrizar en la superficie marciana y realizar actividades independientes", añadió. Transeth.
Esta sería una solución ideal para los investigadores. Este enfoque permitiría al rover viajar largas distancias y al robot serpiente explorar lugares inaccesibles. El robot con forma de serpiente puede utilizar su capacidad para perforar agujeros, escalar acantilados o entrar en grietas estrechas para actividades de exploración.
En un mundo ideal, el robot serpiente no sólo podría trabajar con el rover, sino también ayudarlo a salir de problemas.
“La combinación del robot serpiente y el rover también significa que si el rover se atasca, el robot serpiente podrá ayudarlo”. Pal Liljeb, investigador principal de la Universidad SINTEF. Ck dijo: "Cuando el rover queda atrapado, el robot serpiente puede aterrizar en el suelo y rodear las rocas circundantes, de modo que el rover pueda escapar de sus ataduras con la ayuda de un cabrestante".
SINTEF aún no lo ha fabricado. Se desarrolló un prototipo móvil de este robot con forma de serpiente. Pero los investigadores dicen que el trabajo estará terminado en unos meses. En nuestro país la investigación sobre robots serpiente apenas ha comenzado, pero avanza rápidamente. El Instituto de Robótica del Instituto de Tecnología de Harbin, la Universidad Jiao Tong de Shanghai y otras unidades llevaron a cabo por primera vez algunos trabajos de investigación sobre robots serpientes biónicos. Cui He, de la Universidad Jiao Tong de Shanghai, desarrolló el primer prototipo de robot serpiente en miniatura de China en marzo de 1999. Este mecanismo consta de una serie de eslabones rígidos. El motor paso a paso controla el ángulo entre dos eslabones rígidos adyacentes para que los eslabones puedan oscilar en el plano horizontal. Se instala un rodamiento en la parte inferior del prototipo como rueda pasiva para cambiar la relación de los coeficientes de fricción longitudinal y transversal. Posteriormente, se llevaron a cabo algunas investigaciones teóricas relacionadas. En 2002, la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa desarrolló un prototipo de robot con forma de serpiente. Después de usar una piel sellada, no sólo puede lograr movimientos en el plano, sino también movimientos serpenteantes en el agua.
El Laboratorio Clave de Robótica del Instituto de Automatización de Shenyang de la Academia de Ciencias de China también ha iniciado una investigación sobre robots con forma de serpiente y ha propuesto una nueva estructura de robot con forma de serpiente que puede alcanzar una variedad de planos. y formas de movimiento espacial que se adaptan al entorno, y ha llevado a cabo una investigación teórica en profundidad. La Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Shenyang y otras unidades también han comenzado a investigar sobre robots con forma de serpiente.