يمكن أن يكون إنشاء روبوت يمكنه أداء الحركات البهلوانية مثل التقلبات أو القفزات الدوارة أمرًا صعبًا للغاية. عادة ، في الواقع ، تتطلب هذه الروبوتات تصميمات أجهزة متطورة ومخططات حركة وخوارزميات تحكم.
الباحثون في معهد ماساتشوستس تكنولوجيا (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا) وجامعة ماساتشوستس أمهرست صمما مؤخرًا روبوتًا بشريًا جديدًا مدعومًا بمخطط الحركة الديناميكية الحركية المدرك للمحرك وجهاز التحكم في الهبوط. هذا التصميم، الذي تم تقديمه في ورقة بحثية منشورة مسبقًا على موقع arXiv، يمكن أن يسمح للروبوت البشري بأداء الشقلبات الخلفية والحركات البهلوانية الأخرى.
"في هذا العمل ، حاولنا التوصل إلى خوارزمية تحكم واقعية لجعل إنسانًا آليًا حقيقيًا يؤدي سلوكًا بهلوانيًا مثل الانقلاب الخلفي / الأمامي / الجانبي ، والقفز الدوراني ، والقفز فوق عقبة" ، قال دونغ هيون كيم ، أحد الباحثين الذي طور برنامج الروبوت ووحدة التحكم الخاصة به. "للقيام بذلك ، حددنا أولاً بشكل تجريبي أداء المشغل ثم قمنا بتمثيل القيود الأساسية في مخطط الحركة الخاص بنا."
لأداء سلوكيات ديناميكية للغاية ، تحتاج الروبوتات عادةً إلى الاستخدام الفعال للمشغلات. ومع ذلك ، فإن معظم تصميمات الروبوت الحالية لا تعالج بشكل كامل التحديات والجوانب المتعلقة بالأجهزة ، مثل انخفاض الجهد الذي يمكن أن يحدث أثناء حركات عزم الدوران / السرعة العالية.
طور كيم وزميله طريقة جديدة يمكنها التعامل مع القيود المرتبطة بسلوكيات الروبوت الديناميكية للغاية أثناء التخطيط والتحكم في الحركة. بالاقتران مع تصميم الإنسان الآلي الذي اقترحوه ، يمكن أن تتيح هذه الطريقة حركات أكثر ديناميكية ، مثل الألعاب البهلوانية.
قال كيم: "إن الاختلاف الأكثر بروزًا بين الإنسان الآلي الجديد الذي طورناه والروبوتات الأخرى التي تم تطويرها في الماضي هو المحركات". "لقد تم تحسين تقنيات المشغل بشكل كبير ، وقد أظهرنا الأداء المتميز في الروبوتات الرباعية ، وروبوتات MIT Cheetah 1 و 2 و 3 وروبوتات الفهود الصغيرة. سيتم استخدام نفس تقنية المشغل ، التي يتم تمثيلها من خلال التحكم في عزم الدوران بسرعة عالية وسريعة ودقيقة ، وعامل الشكل المدمج والقوي ، في الروبوت الجديد. "
على عكس الروبوتات الأخرى التي تم تطويرها في الماضي ، فإن الروبوت الجديد الذي صممه أحد الباحثين في الفريق ، يدعى Sangbae Kim ، ديناميكي وفعال للغاية. هذا من شأنه أن يسمح لها بإكمال المهام الأكثر تطلبًا وتعقيدًا.
قال Donghyun Kim: "إن أداء الحركات الديناميكية يمثل تحديًا للروبوتات لأن المشغل يجب أن يفهم أولاً العلاقة بين الأجهزة والبرمجيات". "في هذا العمل ، حاولنا معالجة حدود الأجهزة الحرجة في الحركة الديناميكية في خوارزمية التحكم لدينا بناءً على الخبرة والمعرفة المتراكمة حول أجهزة الروبوت."
اختبر كيم وزملاؤه تصميم الروبوت ومخطط الحركة ووحدة التحكم في الهبوط في محاكاة واقعية. كانت النتائج التي توصلوا إليها واعدة للغاية ، حيث تظهر أن الروبوت البشري في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يجب أن يكون قادرًا على أداء مجموعة متنوعة من السلوكيات البهلوانية ، بما في ذلك الانقلابات الخلفية والقفزات الأمامية والقفزات الدوارة.
في المستقبل ، يمكن أن يثبت الروبوت MIT أنه عالي الكفاءة لإكمال مجموعة واسعة من المهام المعقدة. وفي الوقت نفسه ، يخطط الباحثون لاختبار تصميمهم ومخطط الحركة وخوارزمية التحكم في سيناريوهات العالم الحقيقي.
قال كيم: "سنختبر الآن خوارزمية التحكم المطورة في الروبوت الحقيقي ونواصل دفع القدرة الديناميكية للروبوتات ذات الأرجل إلى الأمام". "نخطط أيضًا لدمج نظام الإدراك في سيطرتنا خوارزميةلجعل الروبوتات أكثر قدرة على الاستجابة لتغير البيئة الخارجية ".