🐜 Robot kroczący sześcionożny

Hexapod to sześcionożny robot kroczący. Sześć nóg pozwala mu utrzymywać kilka stóp na podłożu przez cały czas, dzięki czemu pozostaje statycznie stabilny bez aktywnego balansowania, jakiego potrzebują dwunożne lub czteronożne roboty. Ta strona animuje takiego robota, koordynując jego nogi podczas chodu po zmieniającym się terenie.

Każda noga ma dwa człony — udo o długości 36 i podudzie o długości 48. Znając pozycję biodra i pożądaną pozycję stopy, kod mierzy odległość w linii prostej i stosuje twierdzenie cosinusów, aby znaleźć kąt kolana. To pojedyncze obliczenie w postaci zamkniętej wyznacza pozycję stawu kolanowego, więc nie jest potrzebny żaden iteracyjny solver.

W chodzie trójpodporowym nogi dzielą się na dwa naprzemienne zestawy po trzy; jeden zestaw wykonuje ruch do przodu, podczas gdy pozostałe trzy pozostają oparte na podłożu, co daje szybki chód z zawsze dokładnie trzema stopami na ziemi. Chód falowy zamiast tego unosi po jednej nodze naraz, przechodząc przez sześć kolejnych faz — wolniejszy, ale utrzymujący pięć nóg na podłożu dla maksymalnej stabilności.

Suwak Prędkości ustala prędkość ciała i to, jak daleko do przodu stąpa każda stopa, w zakresie od 0,3 do 2,5. Przyciski Trójpodporowy i Falowy wybierają wzorzec chodu, a przycisk Terenu przełącza między płaskim podłożem a nierównymi, sinusoidalnymi wzgórzami. Odznaki statystyk pokazują aktualny chód, licznik kroków oraz liczbę nóg opartych na podłożu.

Widok wykorzystuje kamerę przypiętą do ciała: robot jest zawsze rysowany na środku ekranu, a to świat przewija się obok niego. Dzięki temu koordynacja nóg jest wyraźnie widoczna. Wewnętrznie ciało nadal posuwa się wzdłuż globalnej współrzędnej X, względem której renderowane są siatka terenu i wzgórza.

W trybie płaskim podłoże to po prostu linia środkowa ekranu. W trybie nierównym wysokość to suma trzech fal sinusoidalnych o różnych częstotliwościach i fazach, tworzących gładkie, nieregularne, faliste wzgórza. Wysokość lądowania każdej stopy jest pobierana z tej funkcji terenu, dzięki czemu stopy stają na powierzchni, zamiast unosić się w powietrzu.

Zależy to od chodu. Chód trójpodporowy zawsze utrzymuje trzy z sześciu nóg opartych na podłożu, podczas gdy pozostałe trzy się poruszają. Chód falowy unosi tylko jedną nogę naraz, pozostawiając pięć opartych. Odznaka „Stance” pokazuje tę liczbę na żywo, zwykle wyświetlając 3/6 dla chodu trójpodporowego i 5/6 dla falowego.

To model kinematyczny, a nie pełny model dynamiczny: odtwarza realistyczną geometrię nóg, synchronizację chodu i ustawienie stóp, ale nie oblicza sił, reakcji podłoża ani równowagi wynikającej z masy. Kinematyka odwrotna oparta na twierdzeniu cosinusów oraz harmonogram chodu odzwierciedlają sposób budowy prawdziwych kontrolerów hexapodów, dzięki czemu ruch jest wiarygodny nawet bez fizyki brył sztywnych.

Podczas fazy podparcia stopa jest oparta na podłożu i popycha ciało do przodu; podczas fazy ruchu unosi się, wykonuje łuk do przodu i ląduje w nowym miejscu. Tutaj nogi w ruchu są rysowane jako mniejsze i bursztynowe, a nogi oparte na podłożu jako większe i czerwone, dzięki czemu można od razu odczytać fazę każdej nogi.

Sześcionożne roboty są wykorzystywane w akcjach poszukiwawczo-ratowniczych, inspekcji trudnego lub niebezpiecznego terenu, eksploracji planet oraz badaniach nad lokomocją inspirowaną owadami. Ich wrodzona stabilność i zdolność przekraczania przeszkód sprawiają, że dobrze radzą sobie na terenie, którego koła lub dwie nogi nie byłyby w stanie pokonać niezawodnie.