Membuat robot yang dapat melakukan pergerakan akrobatik seperti flip atau lompatan berputar boleh menjadi sangat mencabar. Biasanya, robot ini memerlukan reka bentuk perkakasan, perancang gerakan, dan algoritma kawalan yang canggih.
Penyelidik di Massachusetts Institute of Teknologi (MIT) dan Universiti Massachusetts Amherst baru-baru ini mereka bentuk robot humanoid baharu yang disokong oleh perancang gerakan kino-dinamik yang sedar penggerak dan pengawal pendaratan. Reka bentuk ini, yang dibentangkan dalam kertas kerja yang dipra-terbitkan di arXiv, boleh membenarkan robot humanoid melakukan pusingan belakang dan pergerakan akrobatik lain.
"Dalam karya ini, kami berusaha menghasilkan algoritma kawalan yang realistik untuk membuat robot humanoid sebenar melakukan tingkah laku akrobatik seperti sandaran belakang / depan / sisi, lompat berputar, dan melompati halangan," Donghyun Kim, salah seorang penyelidik yang membangunkan perisian dan pengawal robot. "Untuk melakukan itu, pertama-tama kami mengenal pasti prestasi penggerak dan kemudian mewakili batasan utama dalam perancang gerakan kami."
Untuk melakukan tingkah laku yang sangat dinamik, robot biasanya perlu menggunakan penggerak yang cekap. Sebilangan besar reka bentuk robot yang ada, bagaimanapun, tidak sepenuhnya menangani cabaran dan aspek yang berkaitan dengan perkakasan, seperti penurunan voltan yang boleh berlaku semasa gerakan tork / halaju tinggi.
Kim dan rakannya mengembangkan kaedah baru yang dapat mengatasi kekangan yang berkaitan dengan tingkah laku robot yang sangat dinamik semasa perancangan dan kawalan gerakan. Dikombinasikan dengan reka bentuk robot humanoid yang mereka cadangkan, kaedah ini dapat memungkinkan pergerakan yang lebih dinamik, seperti akrobatik.
"Perbezaan yang paling ketara antara robot humanoid baru yang kami kembangkan dan robot humanoid lain yang dikembangkan pada masa lalu adalah penggerak," kata Kim. "Teknologi penggerak telah ditingkatkan secara dramatik, dan kami telah menunjukkan prestasi yang luar biasa dalam robot berkaki empat, robot MIT Cheetah 1, 2, 3 dan mini-cheetah. Teknologi penggerak yang sama, yang diwakili oleh kawalan tork yang sangat cepat, cepat dan tepat, dan faktor bentuk yang padat dan kukuh, akan digunakan dalam robot humanoid baru. "
Berbeza dengan robot humanoid lain yang dikembangkan pada masa lalu, robot baru yang dirancang oleh salah seorang penyelidik dalam pasukan, yang disebut Sangbae Kim, sangat dinamik dan cekap. Ini harus memungkinkan untuk menyelesaikan tugas yang lebih menuntut dan kompleks.
"Melakukan gerakan dinamik memang mencabar bagi robot kerana pengendali mereka harus terlebih dahulu memahami hubungan antara perkakasan dan perisian," kata Donghyun Kim. "Dalam karya ini, kami cuba mengatasi had perkakasan kritikal dengan gerakan dinamik dalam algoritma kawalan kami berdasarkan pengalaman dan pengetahuan terkumpul mengenai perkakasan robot."
Kim dan rakan-rakannya telah menguji reka bentuk robot, perancang gerakan, dan pengawal pendaratan mereka dalam simulasi yang realistik. Penemuan mereka sangat menjanjikan, kerana mereka menunjukkan bahawa robot humanoid MIT harus dapat melakukan pelbagai tingkah laku akrobatik, termasuk backflip, flip depan, dan lonjakan berputar.
Pada masa akan datang, robot humanoid MIT terbukti sangat efisien untuk menyelesaikan pelbagai misi yang kompleks. Sementara itu, para penyelidik merancang untuk menguji reka bentuk, perancang gerakan, dan algoritma kawalan mereka dalam senario dunia nyata.
"Kami sekarang akan menguji algoritma kawalan yang dikembangkan dalam robot sebenar dan terus mendorong kemampuan dinamis robot berkaki," kata Kim. "Kami juga berencana untuk memasukkan sistem persepsi ke dalam kendali kami algoritma, untuk menjadikan robot lebih mampu bertindak balas terhadap perubahan persekitaran luaran. "