Créer un robot capable d'effectuer des mouvements acrobatiques tels que des flips ou des sauts en rotation peut être très difficile. En fait, ces robots nécessitent généralement des conceptions matérielles, des planificateurs de mouvement et des algorithmes de contrôle sophistiqués.
Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technologie (MIT) et l'Université du Massachusetts Amherst ont récemment conçu un nouveau robot humanoïde soutenu par un planificateur de mouvements kino-dynamique sensible aux actionneurs et un contrôleur d'atterrissage. Cette conception, présentée dans un article pré-publié sur arXiv, pourrait permettre au robot humanoïde d'effectuer des backflips et d'autres mouvements acrobatiques.
"Dans ce travail, nous avons essayé de trouver un algorithme de contrôle réaliste pour faire en sorte qu'un véritable robot humanoïde exécute un comportement acrobatique tel qu'un retournement arrière/avant/latéral, un saut en rotation et un saut par-dessus un obstacle", Donghyun Kim, l'un des chercheurs. qui a développé le logiciel et le contrôleur du robot. "Pour ce faire, nous avons d'abord identifié expérimentalement les performances de l'actionneur, puis nous avons représenté les principales limites de notre planificateur de mouvement."
Pour effectuer des comportements hautement dynamiques, les robots doivent généralement utiliser efficacement les actionneurs. Cependant, la plupart des conceptions de robots existantes ne répondent pas pleinement aux défis et aspects liés au matériel, tels que la chute de tension pouvant survenir lors de mouvements à couple/vitesse élevés.
Kim et son collègue ont développé une nouvelle méthode capable de gérer les contraintes associées aux comportements hautement dynamiques des robots lors de la planification et du contrôle des mouvements. Combinée à la conception de robot humanoïde qu'ils ont proposée, cette méthode pourrait permettre des mouvements plus dynamiques, tels que des acrobaties.
"La différence la plus notable entre le nouveau robot humanoïde que nous avons développé et d'autres robots humanoïdes développés dans le passé serait les actionneurs", a déclaré Kim. « Les technologies des actionneurs ont été considérablement améliorées et nous avons démontré les performances exceptionnelles des robots quadrupèdes, des robots MIT Cheetah 1, 2, 3 et des mini-guépards. La même technologie d'actionneur, représentée par un contrôle de couple hautement rétro-conduit, rapide et précis, et un facteur de forme compact et robuste, sera utilisée dans le nouveau robot humanoïde.
Contrairement aux autres robots humanoïdes développés dans le passé, le nouveau robot conçu par l'un des chercheurs de l'équipe, appelé Sangbae Kim, est extrêmement dynamique et efficace. Cela devrait lui permettre d'accomplir des tâches plus exigeantes et complexes.
« Exécuter des mouvements dynamiques est un défi pour les robots, car leur opérateur doit d'abord comprendre la corrélation entre le matériel et les logiciels », a déclaré Donghyun Kim. "Dans ce travail, nous avons essayé d'aborder les limites matérielles critiques du mouvement dynamique dans notre algorithme de contrôle sur la base de l'expérience et des connaissances accumulées sur le matériel robotique."
Kim et ses collègues ont testé leur conception de robot, leur planificateur de mouvements et leur contrôleur d'atterrissage dans des simulations réalistes. Leurs découvertes sont très prometteuses, car elles montrent que le robot humanoïde du MIT devrait être capable d'effectuer une variété de comportements acrobatiques, notamment des backflips, des front flips et des sauts en rotation.
À l'avenir, le robot humanoïde du MIT pourrait s'avérer très efficace pour accomplir un large éventail de missions complexes. Pendant ce temps, les chercheurs prévoient de tester leur conception, leur planificateur de mouvement et leur algorithme de contrôle dans des scénarios réels.
"Nous allons maintenant tester l'algorithme de contrôle développé dans le robot réel et continuer à faire progresser la capacité dynamique des robots à pattes", a déclaré Kim. « Nous prévoyons également d'intégrer un système de perception dans notre contrôle algorithme, pour que les robots soient plus capables de répondre au changement d'environnement externe.