Юный техник 1987-05, страница 33

Ученые из Института прикладной математики АН СССР совместно с коллегами из Института проблем передачи информации Академии наук и МГУ построили шестиногий «шагоход». Их машина тоже могла изменять походку. Стоит аппарат на всех конечностях. Подана команда с пульта управления — первая передняя, левая средняя и правая задняя ноги поднимаются и переносятся вперед. Как только они касаются пола, начинают движение левая передняя, правая средняя и левая задняя. Затем цикл повторяется. При такой походке — она называется походка «трешками» — всегда три конечности аппарата опираются на поверхность. В любой фазе движения выполняется условие статической устойчивости. Но вот новая команда с пульта — и ноги каждой пары начинают перемещаться одновременно — обе передние вместе, затем обе средние и, наконец, задние. И в этом случае всегда выполнялось условие статической устойчивости — перенос очередной пары происходил лишь тогда, когда центр тяжести машины проектировался внутрь опорного четырехугольника. Еще одна команда — ив движение приводятся по очереди ноги одной стороны: задняя, средняя, передняя. Как бы волна пробегает вдоль «тела». Затем такая же волна возбуждается с другой стороны. Эту походку так и назвали — «волновая». При ней «шестиног» также статически устойчив.

Но как достигается координация перемещений отдельных конечностей шагающих машин? В «стопоходящей машине» Че

бышева она осуществлялась за счет механических, иначе говоря, кинематических связей. Рычаги согласовывали движение ног. В современных стопоходах системы управления гораздо сложнее.

«ЭЛЕКТРОННЫЙ ДИРИЖЕР»

Человек для движения использует примерно 800 мышц. И работают они совместно, строго выполняя поставленные перед ними задачи. Как происходит руководство их действиями? Один из основоположников биомеханики — науки о движениях человека и животных — советский ученый Н. А. Берн-штейн писал, что как в оркестре каждый инструмент исполняет свою партию, так и при ходьбе каждое сочленение выписывает свою кривую перемещений, каждая мышца — свою мелодию усилий. Объединитель и распорядитель всего этого сложного единства, дирижер и в то же время композитор — это центральная нервная система.

Пришлось и конструкторам создать для шагающих роботов «нервную систему». Но здесь нельзя было идти по пути простого подражания по той простой причине, что мы пока еще не знаем всех законов работы мозга. На помощь пришла кибернетика.

Прежде всего удалось разбить общую задачу управления на ряд подзадач различной сложности. Самые простые из них — это организация движения отдельной конечности и общая их координация. Решение этих подзадач относится к нижним уровням управления. Кстати, на низших уровнях нерв

31