Tutkijat kehittivät energiatehokkaammat jalkaterät nelijalkaroboteille

Soul National University of Science and Technology (Soul Tech) -yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisia, energiatehokkaita jalkateria nelijalkaroboteille. Nämä 3D-tulostetut, huokoiset jalkaterät pystyvät varastoimaan ja vapauttamaan energiaa robotin liikkuessa, mikä yhdessä syväoppivaa vahvistusoppimista hyödyntävän ohjaimen kanssa vähentää virrankulutusta jopa 6,2 prosenttia.

Nelijalkarobotit yleistyvät yhä useammin esimerkiksi tarkastus-, kuljetus- ja pelastustehtävissä. Niiden neljän jalan liikeradat kuluttavat kuitenkin huomattavasti enemmän energiaa kuin pyörillä liikkuvien robottien. Tutkijat Keun Park ja Jung-Yup Kim kehittivät ratkaisun, jossa hyödynnetään tripla epäjatkuvan minimaalisen pinnan (TPMS) metastruktuureja. Nämä materiaalit ovat kevyitä ja niillä on erinomainen kyky absorboida ja vapauttaa iskuenergiaa.

Tutkimuksessa suunniteltiin ja tulostettiin kolme erilaista TPMS-jalkaterämallia: primitive, gyroid ja diamond. Diamond-mallia pidettiin parhaana sen joustavuuden, energian varastoinnin ja vähäisen energiahukan vuoksi. Jalkaterien potentiaalin hyödyntämiseksi tutkijat kehittivät syväoppivaan vahvistusoppimiseen perustuvan ohjausjärjestelmän. Ohjain oppi koordinoimaan robotin askellusta jalkaterien energian varastointi- ja vapautumisominaisuuksien kanssa, mikä minimoi moottoreiden tarvitseman työpanoksen.

Kun uudistettua robottia testattiin, havaittiin, että TPMS-jalkaterät vähensivät virrankulutusta 1,4–6,2 prosenttia verrattuna perinteisiin robotin jalkoihin. Kulutus väheni erityisesti kävelynopeuksilla 0,4–1,0 metriä sekunnissa. Tutkijoiden mukaan tämä tekniikka voi edesauttaa hiljaisempien ja energiatehokkaampien nelijalkarobottien kehittämistä sisätiloissa tapahtuviin palvelu-, tarkastus- ja logistiikkatehtäviin. Tutkimus julkaistiin toukokuussa 2026 International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology -lehdessä.