יצירת רובוט שיכול לבצע תנועות אקרובטיות כמו סלטות או קפיצות סיבוב יכולה להיות מאתגרת ביותר. בדרך כלל, למעשה, רובוטים אלה דורשים עיצובי חומרה מתוחכמים, מתכנני תנועה ואלגוריתמי בקרה.
חוקרים ממכון מסצ'וסטס של טכנולוגיה (MIT) ואוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט תכננו לאחרונה רובוט דמוי אדם חדש הנתמך על ידי מתכנן תנועה קינו-דינמי ובקר נחיתה המודע למפעיל. עיצוב זה, שהוצג במאמר שפורסם מראש ב-arXiv, יכול לאפשר לרובוט דמוי אדם לבצע תנועות אקרובטיות אחורה ותנועות אקרובטיות אחרות.
"בעבודה זו ניסינו להמציא אלגוריתם שליטה ריאליסטי כדי לגרום לרובוט אמיתי של הומניואיד לבצע התנהגות אקרובטית כמו אחורה / קדמית / היפוך צד, קפיצת סיבוב וקפיצה מעל מכשול", אמר דונגיון קים, אחד החוקרים שפיתח את התוכנה והבקר של הרובוט. "לשם כך, ראשית זיהינו את ביצועי המפעיל ואז מייצגים את המגבלות העיקריות במתכנן התנועה שלנו."
כדי לבצע התנהגויות דינמיות ביותר, בדרך כלל רובוטים צריכים לעשות שימוש יעיל במפעילים. עם זאת, מרבית תכנוני הרובוטים הקיימים אינם מתייחסים באופן מלא לאתגרים והיבטים הקשורים לחומרה, כגון ירידת המתח שיכולה להתרחש בתנועות מומנט / מהירות גבוהות.
קים ועמיתו פיתחו שיטה חדשה שיכולה להתמודד עם האילוצים הקשורים להתנהגויות רובוטים דינמיות במהלך תכנון ובקרת תנועה. בשילוב עם תכנון הרובוט ההומניואידי שהם הציעו, שיטה זו יכולה לאפשר תנועות דינמיות יותר, כגון אקרובטיקה.
"ההבדל הבולט ביותר בין הרובוט ההומניואידי החדש שפיתחנו לבין רובוטים דמויי אדם אחרים שפותחו בעבר היה המפעילים", אמר קים. "טכנולוגיות המפעיל שופרו באופן דרמטי, והראינו את הביצועים הבולטים ברובוטים המרובעים, MIT Cheetah 1, 2, 3 ו- mini-cheetah robots. באותה טכנולוגיית מפעיל, המיוצגת על ידי בקרת מומנט מומלצת במהירות גבוהה, מהירה ומדויקת, וגורם צורה קומפקטי וחזק, ישמשו ברובוט ההומניואידי החדש. "
בניגוד לרובוטים דמויי אדם אחרים שפותחו בעבר, הרובוט החדש שתוכנן על ידי אחד החוקרים בצוות, שנקרא Sangbae Kim, הוא דינמי ויעיל ביותר. זה אמור לאפשר לו להשלים משימות תובעניות ומורכבות יותר.
"ביצוע תנועות דינמיות הוא מאתגר עבור הרובוטים מכיוון שהמפעיל שלהם צריך להבין תחילה את המתאם בין חומרה לתוכנה," אמר דונגיון קים. "בעבודה זו ניסינו להתמודד עם מגבלות החומרה הקריטיות בתנועה דינמית באלגוריתם הבקרה שלנו בהתבסס על הניסיון המצטבר והידע על חומרת רובוטים."
קים ועמיתיו בדקו את תכנון הרובוט שלהם, מתכנן התנועה ובקר הנחיתה בסימולציות מציאותיות. הממצאים שלהם מבטיחים מאוד, מכיוון שהם מראים כי הרובוט ההומניואידי MIT אמור להיות מסוגל לבצע מגוון התנהגויות אקרובטיות, כולל סיבוב אחורי, סיבוב קדמי וקפיצות סיבוב.
בעתיד, הרובוט ההומניואידי MIT יכול להתגלות כיעיל ביותר להשלמת מגוון רחב של משימות מורכבות. בינתיים החוקרים מתכננים לבדוק את התכנון, מתכנן התנועה והאלגוריתם לבקרה שלהם בתרחישים בעולם האמיתי.
"כעת נבדוק את אלגוריתם הבקרה המפותח ברובוט האמיתי ונמשיך לדחוף קדימה את היכולת הדינמית של רובוטים רגליים," אמר קים. "אנו מתכננים לשלב גם מערכת תפיסה בשליטתנו אַלגוֹרִיתְם, לגרום לרובוטים להיות מסוגלים יותר להגיב לשינוי הסביבה החיצונית. "