Criar um robô que possa realizar movimentos acrobáticos, como saltos ou saltos giratórios, pode ser altamente desafiador. Normalmente, de fato, esses robôs requerem designs de hardware sofisticados, planejadores de movimento e algoritmos de controle.
Pesquisadores do Instituto de Massachusetts de Equipar (MIT) e a Universidade de Massachusetts Amherst projetaram recentemente um novo robô humanóide apoiado por um planejador de movimento cininodinâmico com reconhecimento de atuador e um controlador de pouso. Este projeto, apresentado em um artigo pré-publicado no arXiv, poderia permitir que o robô humanóide realizasse cambalhotas e outros movimentos acrobáticos.
“Neste trabalho, tentamos criar um algoritmo de controle realista para fazer um robô humanóide real realizar um comportamento acrobático, como pular para trás / para frente / para o lado, pular girando e pular sobre um obstáculo”, Donghyun Kim, um dos pesquisadores quem desenvolveu o software e o controlador do robô. “Para fazer isso, primeiro identificamos experimentalmente o desempenho do atuador e, em seguida, representamos as principais limitações em nosso planejador de movimento.”
Para executar comportamentos altamente dinâmicos, os robôs normalmente precisam fazer uso eficiente dos atuadores. A maioria dos projetos de robô existentes, no entanto, não aborda totalmente os desafios e aspectos relacionados ao hardware, como a queda de tensão que pode ocorrer durante movimentos de alto torque / velocidade.
Kim e seu colega desenvolveram um novo método que pode lidar com as restrições associadas aos comportamentos altamente dinâmicos do robô durante o planejamento e controle do movimento. Combinado com o projeto de robô humanóide que eles propuseram, esse método poderia permitir movimentos mais dinâmicos, como acrobacias.
“A diferença mais notável entre o novo robô humanóide que desenvolvemos e outros robôs humanóides desenvolvidos no passado são os atuadores”, disse Kim. “As tecnologias de atuadores foram dramaticamente aprimoradas e demonstramos o excelente desempenho nos robôs quadrúpedes, MIT Cheetah 1, 2, 3 e mini-robôs chita. A mesma tecnologia de atuador, representada por controle de torque altamente retrovisor, rápido e preciso e formato compacto e robusto, será usada no novo robô humanoide. ”
Em contraste com outros robôs humanóides desenvolvidos no passado, o novo robô projetado por um dos pesquisadores da equipe, chamado Sangbae Kim, é extremamente dinâmico e eficiente. Isso deve permitir que ele conclua tarefas mais exigentes e complexas.
“Executar movimentos dinâmicos é desafiador para robôs porque seu operador deve primeiro entender a correlação entre hardware e software”, disse Donghyun Kim. “Neste trabalho, tentamos abordar os limites críticos de hardware no movimento dinâmico em nosso algoritmo de controle com base na experiência e conhecimento acumulados em hardware de robô.”
Kim e seus colegas testaram seu projeto de robô, planejador de movimento e controlador de pouso em simulações realistas. Suas descobertas são altamente promissoras, pois mostram que o robô humanóide do MIT deve ser capaz de realizar uma variedade de comportamentos acrobáticos, incluindo saltos para trás, para frente e para trás.
No futuro, o robô humanóide do MIT poderá provar ser altamente eficiente para completar uma ampla gama de missões complexas. Enquanto isso, os pesquisadores planejam testar seu projeto, planejador de movimento e algoritmo de controle em cenários do mundo real.
“Vamos agora testar o algoritmo de controle desenvolvido no robô real e continuar a impulsionar a capacidade dinâmica dos robôs com pernas”, disse Kim. “Também planejamos incorporar um sistema de percepção em nosso controle algoritmo, para tornar os robôs mais capazes de responder à mudança do ambiente externo. ”