Разработка математического аппарата для моделирования, проектирования и управления робототехническими системами с напряженно-связанными структурами с переменной жесткостью

Напряжённо-связанные структуры широко используются в строительстве, но до недавнего времени не применялись для создания подвижных механизмов. В настоящее время в мире известно несколько научных коллективов, которые работают над созданием роботов на основе напряжённо-связанных структур. Применение этих методов в робототехнике позволит реализовывать динамические режимы движения, которые являются естественными для животных и человека, но не доступны для большинства современных роботов из-за ограничений на допустимые ударные нагрузки на механические передачи и детали приводов. Животные и человек могут бегать, падать с высоты, бросать и ловить тяжёлые предметы. Возможности современных роботов осуществлять такие движения ограничены или почти невозможны. Разрабатываемые роботы на основе напряжённо-связанных структур позволят приблизиться к возможностям живых существ. Одной из проблем, препятствующих разработке, является недостаточно разработанный математический аппарат для расчёта и моделирования подвижных напряжённо-связанных структур. Методы расчёта неподвижных структур хорошо разработаны, методы расчёта роботов с жёсткими звеньями также известны. В проекте предполагается разработка достаточно универсальных методов расчёта, на основе которых могут создаваться роботы различных конструкций и функциональных возможностей. На практике, проектируемые напряжённо-связанные структуры могут рассматриваться как замена жёстким звеньям в известных конструкциях роботов для случаев, когда жёсткие звенья не могут обеспечить требуемые динамические или ударные нагрузки.