Crear un robot que pueda realizar movimientos acrobáticos como volteretas o saltos giratorios puede ser un gran desafío. Por lo general, de hecho, estos robots requieren diseños de hardware sofisticados, planificadores de movimiento y algoritmos de control.
Investigadores del Instituto de Massachusetts de Tecnología (MIT) y la Universidad de Massachusetts Amherst diseñaron recientemente un nuevo robot humanoide respaldado por un planificador de movimiento kinodinámico con reconocimiento de actuador y un controlador de aterrizaje. Este diseño, presentado en un artículo prepublicado en arXiv, podría permitir al robot humanoide realizar volteretas hacia atrás y otros movimientos acrobáticos.
"En este trabajo, tratamos de idear un algoritmo de control realista para hacer que un robot humanoide real realizara un comportamiento acrobático como voltereta hacia atrás / frontal / lateral, salto giratorio y salto sobre un obstáculo", Donghyun Kim, uno de los investigadores. que desarrolló el software y el controlador del robot. "Para hacer eso, primero identificamos experimentalmente el rendimiento del actuador y luego representamos las principales limitaciones en nuestro planificador de movimiento".
Para realizar comportamientos altamente dinámicos, los robots generalmente necesitan hacer un uso eficiente de los actuadores. La mayoría de los diseños de robots existentes, sin embargo, no abordan por completo los desafíos y aspectos relacionados con el hardware, como la caída de voltaje que puede ocurrir durante los movimientos de alto par / velocidad.
Kim y su colega desarrollaron un nuevo método que puede manejar las limitaciones asociadas con los comportamientos de los robots altamente dinámicos durante la planificación y el control del movimiento. Combinado con el diseño de robot humanoide que propusieron, este método podría permitir movimientos más dinámicos, como la acrobacia.
"La diferencia más notable entre el nuevo robot humanoide que desarrollamos y otros robots humanoides desarrollados en el pasado serían los actuadores", dijo Kim. “Las tecnologías de los actuadores se han mejorado drásticamente y hemos demostrado el rendimiento excepcional en los robots cuadrúpedos, los robots MIT Cheetah 1, 2, 3 y mini-cheetah. En el nuevo robot humanoide se utilizará la misma tecnología de actuador, representada por un control de torsión rápido y preciso, altamente manejable hacia atrás, y un factor de forma compacto y robusto ”.
A diferencia de otros robots humanoides desarrollados en el pasado, el nuevo robot diseñado por uno de los investigadores del equipo, llamado Sangbae Kim, es extremadamente dinámico y eficiente. Esto debería permitirle completar tareas más exigentes y complejas.
“Realizar movimientos dinámicos es un desafío para los robots porque su operador primero debe comprender la correlación entre hardware y software”, dijo Donghyun Kim. "En este trabajo, intentamos abordar los límites críticos del hardware en el movimiento dinámico en nuestro algoritmo de control en función de la experiencia y el conocimiento acumulados sobre el hardware del robot".
Kim y sus colegas han probado el diseño de su robot, el planificador de movimiento y el controlador de aterrizaje en simulaciones realistas. Sus hallazgos son muy prometedores, ya que muestran que el robot humanoide del MIT debería poder realizar una variedad de comportamientos acrobáticos, que incluyen volteretas hacia atrás, volteretas frontales y saltos giratorios.
En el futuro, el robot humanoide del MIT podría resultar muy eficiente para completar una amplia gama de misiones complejas. Mientras tanto, los investigadores planean probar su diseño, planificador de movimiento y algoritmo de control en escenarios del mundo real.
"Ahora probaremos el algoritmo de control desarrollado en el robot real y seguiremos impulsando la capacidad dinámica de los robots con patas", dijo Kim. “También planeamos incorporar un sistema de percepción en nuestro control algoritmo, para hacer que los robots sean más capaces de responder al cambio del entorno externo ".