Membuat robot yang dapat melakukan gerakan akrobatik seperti membalik atau melompat berputar bisa jadi sangat menantang. Biasanya, pada kenyataannya, robot ini membutuhkan desain perangkat keras yang canggih, perencana gerak, dan algoritme kontrol.
Para peneliti di Massachusetts Institute of Teknologi (MIT) dan Universitas Massachusetts Amherst baru-baru ini merancang robot humanoid baru yang didukung oleh perencana gerak kino-dinamis yang sadar aktuator dan pengontrol pendaratan. Desain ini, yang disajikan dalam makalah yang diterbitkan sebelumnya di arXiv, memungkinkan robot humanoid melakukan backflip dan gerakan akrobatik lainnya.
“Dalam karya ini, kami mencoba menghadirkan algoritma kendali realistis untuk membuat robot humanoid nyata melakukan perilaku akrobatik seperti membalikkan punggung / depan / samping, melompat berputar, dan melompati rintangan,” Donghyun Kim, salah satu peneliti yang mengembangkan perangkat lunak dan pengontrol robot. “Untuk melakukan itu, pertama-tama kami mengidentifikasi secara eksperimental kinerja aktuator dan kemudian mewakili batasan utama dalam perencana gerak kami.”
Untuk melakukan perilaku yang sangat dinamis, robot biasanya perlu menggunakan aktuator secara efisien. Namun, sebagian besar desain robot yang ada tidak sepenuhnya menangani tantangan dan aspek yang terkait dengan perangkat keras, seperti penurunan tegangan yang dapat terjadi selama gerakan torsi / kecepatan tinggi.
Kim dan rekannya mengembangkan metode baru yang dapat menangani kendala yang terkait dengan perilaku robot yang sangat dinamis selama perencanaan dan kontrol gerakan. Dikombinasikan dengan desain robot humanoid yang mereka usulkan, metode ini dapat memungkinkan gerakan yang lebih dinamis, seperti akrobat.
“Perbedaan paling mencolok antara robot humanoid baru yang kami kembangkan dan robot humanoid lain yang dikembangkan di masa lalu adalah aktuatornya,” kata Kim. “Teknologi aktuator telah ditingkatkan secara dramatis, dan kami telah mendemonstrasikan kinerja luar biasa pada robot berkaki empat, MIT Cheetah 1, 2, 3 dan robot mini-cheetah. Teknologi aktuator yang sama, yang diwakili oleh kontrol torsi yang sangat dapat dikendarai di belakang, cepat dan akurat, serta faktor bentuk yang kompak dan kuat, akan digunakan dalam robot humanoid baru. "
Berbeda dengan robot humanoid lain yang dikembangkan di masa lalu, robot baru yang dirancang oleh salah satu peneliti dalam tim, yang disebut Sangbae Kim, sangat dinamis dan efisien. Ini harus memungkinkannya menyelesaikan tugas yang lebih menuntut dan kompleks.
“Melakukan gerakan dinamis merupakan tantangan bagi robot karena operator mereka harus terlebih dahulu memahami korelasi antara perangkat keras dan perangkat lunak,” kata Donghyun Kim. “Dalam pekerjaan ini, kami mencoba untuk mengatasi batasan perangkat keras kritis pada gerakan dinamis dalam algoritme kontrol kami berdasarkan pengalaman dan pengetahuan yang terakumulasi pada perangkat keras robot.”
Kim dan rekan-rekannya telah menguji desain robot, perencana gerak, dan pengontrol pendaratan mereka dalam simulasi realistis. Temuan mereka sangat menjanjikan, karena mereka menunjukkan bahwa robot humanoid MIT harus mampu melakukan berbagai perilaku akrobatik, termasuk backflips, front flips, dan spinning jump.
Di masa depan, robot humanoid MIT terbukti sangat efisien untuk menyelesaikan berbagai misi kompleks. Sementara itu, para peneliti berencana untuk menguji desain, perencana gerak, dan algoritma kontrol mereka dalam skenario dunia nyata.
"Kami sekarang akan menguji algoritme kontrol yang dikembangkan di robot asli dan terus mendorong kemampuan dinamis dari robot berkaki," kata Kim. “Kami juga berencana untuk memasukkan sistem persepsi ke dalam kendali kami algoritma, untuk membuat robot lebih mampu menanggapi perubahan lingkungan eksternal. "