Разработаны новые «ноги», позволяющие роботу, при затрате энергии 20 джоулей, подпрыгивать на высоту 82 сантиметров, что вдвое выше высоты его тела.
Большинство шагающих роботов легко узнать, потому что у них есть что-то, похожее на ноги. «Ноги» роботов могут быть похожи на человеческие ноги, птичьи ноги. Но ноги есть ноги. Однако становится намного интереснее, когда среди шагающих роботов появляются модели, которые не с чем сравнить в природе.

Робототехники из университета Карнеги-Меллон разработали новую конструкцию ног, которые они характеризуют как «ноги, пригодные к очень высокому «взрывному» прыжку и «мягкому» приземлению».
Ноги носят название «GOAT», что на русский переводится «Коза». Хотя это – аббревиатура от сложного названия «бесшестерёночная всенаправленная топология с векторизацией ускорения». Проект ног очень мало имеет общего с физической структурой ног козы. Но разработчики были «вдохновлены» горными козами, которые сверхъестественно прыгают по почти отвесным скалам. Вместо того, чтобы пытаться подражать биологии, акцент был сделан на способах дать роботизированной ноге подобные козе возможности. В результате получилась очень динамичная система, управляемая тремя электродвигателями.

Среди труднопроходимых местностей типичен ландшафт, сочетающий относительно ровную местность с наличием большого количества труднопроходимых препятствий, таких как крупные валуны, обломки зданий, горы щебня. Подобные ландшафты характерны для поверхности Луны, Марса, районов, пострадавших от землетрясений. В таких средах, адаптируемые к ландшафту ноги робота позволяют осуществлять более эффективный и быстрый режим передвижения по сравнению со статически стабильной походкой, которая требует точного отображения ландшафта и планирования каждого шага ноги. А, если ландшафт и гористый и труднопроходимый, единственный шанс его преодолеть: медленно подниматься или спускаться, как горная коза (используя точные точки опоры), при помощи ловких ног с большим рабочим пространством. При движении робота по неструктурированным местностям или разрушенным районам бедствия, на его пути часто могут встретиться локальные «разрывы» (например, завалы, ямы, канавы), которые проблематично преодолеть.
Чтобы эффективно перемещаться по такому широкому набору топографий ландшафта (сочетанию структурированной и неструктурированной окружающей среды), идеальный робот должен использовать как статические стабильные движения (например, ловкое ползание, ходьба, лазание), так и динамические маневры, такие как прыжки, инерционная переориентация, управляемое приземление.
За редкими исключениями шагающие роботы не способны к динамическим движениям. Человекоподобные роботы особенно не приспособлены к таким вещам, как бег и прыжки. И только недавно четвероногие роботы-животные начали показывать некоторую компетентность в этих навыках передвижения, которые люди (и особенно животные) считают само собой разумеющимся. Однако примерно 50 процентов поверхности суши нашей планеты непреодолима для колёс или гусениц. Эту нишу, по замыслу, разработчиков и должна заполнить нога «Коза».
Вот некоторые ситуации, где нога «Коза» просто необходима:
1. Сильно неструктурированные ландшафты, которые часто непроходимы для колесных транспортных средств и в настоящее время существующих роботов «на ножках».
2. Большие и крутые изменения в возвышении поверхности относительно высоты робота, большой наклон поверхности (для людей предел 45 градусов).
3. Ямы, канавы и местные впадины, которые также создают неоднородности на пути следования.
Тесные места, где поворот или переориентировка, чтобы идти дальше, невозможны. Можно только прыгнуть.
4. передвижение на большие расстояния по разнообразным ландшафтам, где различные походки или способы передвижения могут улучшить подвижность, эффективность и долговечность.
Одно из важных преимуществ этого робота в том, что он «всенаправленный»: может прыгнуть в любом направлении, не поворачиваясь на месте. Нога «Козы» механически устойчива, и обеспечивает большое количество распределенного вращающего момента. И при этом нога сохраняет свой центр тяжести низко над уровнем поверхности, по которой она прыгает. Что ещё больше повышает устойчивость ноги.
Интересно сравнить ногу «Козы»с другими проектами, такими, например, как четырёхногий робот «Гепард».По замыслу разработчиков «Гепард» должен функционально похож на гепарда, т.е., быстро бегать. А «Коза» функциональна похожа на горную козу. «Гепард», конечно, выиграет забег у «Козы». Но он будет совершенно беспомощен на описанном выше ландшафте, который для горной козы – родной.

В настоящее время, что нога «Козы» – всего лишь одна нога, которая не может стоять без подвеса. Разработчики пока все еще экспериментирует с аппаратными средствами ноги. Следующий шаг – нужно будет пользовательскую электронику, контроллеры электродвигателей и энергосистему на самом роботе. После этого, планируется убрать ногу из тестового оборудования и продолжать эксперименты в 3D пространстве.
У робототехников есть планы интегрировать ногу «Коза» во множество шагающих роботов: одноногих, двуногих, трёхногих и четырёхногих. Поскольку нога «Козы» способна к всенаправленным прыжкам, двуногое или четвероногое животное будет, скорее всего, вести себя не так как другие шагающие роботы или животные. У мгновенных изменений направления при выполнении прыжков есть потенциал, чтобы обеспечить уникальную мобильность для будущих роботов, которая была до сих пор невозможна.