Forskare vid SUSTech har utvecklat en centaurrobot som minskar metaboliska kostnader med 35% vid bärande av 20 kg. Lämplig för militära, räddningsinsatser och vardagliga uppgifter.
© SUSTech
Ett forskningsteam under ledning av professor Fu Chenglong vid Southern University of Science and Technology (SUSTech) har presenterat ett nytt bärbart system som är utformat för att underlätta transport av tunga laster. Systemet, som har kallats för "halvmänniska, halvrobot" eller "centaurrobot", beskrivs i den ansedda International Journal of Robotics Research. Enheten syftar till att minska belastningen på människor under långvarig gång med tungt börd, vilket gör den lämplig för militära ändamål, räddningsinsatser och vardagliga uppgifter.
I motsats till traditionella exoskelett, som fungerar parallellt med mänskliga ben och erbjuder relativt blygsamma energibesparingar – omkring 10 procent jämfört med en vanlig ryggsäck – tar detta system en annan väg. Roboten är inte styvt fäst vid benen utan fungerar som ett separat "par lemmar" som är kopplat till användaren via ett speciellt elastiskt gränssnitt på ryggen. Denna uppbyggnad skapar ett hybridsystem med fyra ben där människan hanterar navigering och beslutsfattande, medan roboten tar hand om bärandet av vikten och tillhandahåller horisontell dragkraft.
En central innovation är teamets elastiska koppling med icke-linjär styvhet. Vid lätta laster förblir den styv och responsiv, men med tyngre laster blir den mer eftergivlig och absorberar kraft. Detta möjliggör en dynamisk separation mellan balansering och kraftassistans, vilket låter roboten röra sig stabilt som ett självständigt system samtidigt som den precist bistår människan.
Tester har visat imponerande resultat: vid bärande av 20 kg (cirka 29 procent av kroppsvikten) minskade användningen av "centauren" de netto metaboliska kostnaderna med 35 procent och fotpressen med 52 procent. Variationen i stegbredd minskade också, och gångstabiliteten visade sig vara jämförbar med att gå utan last. Denna utveckling belyser hur kombinationen av vertikal omfördelning av vikt med horisontell dragkraft kan avsevärt förbättra effektiviteten och säkerheten vid transport av tunga laster.