Создание робота, который может выполнять акробатические движения, такие как сальто или прыжки с вращением, может быть очень сложной задачей. Фактически, как правило, эти роботы требуют сложной конструкции оборудования, планировщиков движения и алгоритмов управления.
Исследователи Массачусетского института Технологии (MIT) и Массачусетский университет в Амхерсте недавно разработали нового робота-гуманоида, поддерживаемого кинодинамическим планировщиком движения с функцией актуатора и контроллером приземления. Эта конструкция, представленная в статье, предварительно опубликованной на arXiv, может позволить роботу-гуманоиду выполнять сальто назад и другие акробатические движения.
«В этой работе мы попытались придумать реалистичный алгоритм управления, чтобы заставить настоящего робота-гуманоида выполнять акробатические действия, такие как переворот назад / вперед / в сторону, прыжок с вращением и перепрыгивание через препятствие», - сказал Донхён Ким, один из исследователей кто разработал программное обеспечение и контроллер робота. «Для этого мы сначала экспериментально определили характеристики привода, а затем представили основные ограничения в нашем планировщике движения».
Для выполнения высокодинамичного поведения роботам обычно необходимо эффективно использовать исполнительные механизмы. Однако большинство существующих конструкций роботов не полностью решают проблемы и аспекты, связанные с аппаратным обеспечением, такие как падение напряжения, которое может происходить во время движений с высоким крутящим моментом / скоростью.
Ким и его коллега разработали новый метод, позволяющий справиться с ограничениями, связанными с высокодинамичным поведением роботов во время планирования и управления движением. В сочетании с конструкцией гуманоидного робота, которую они предложили, этот метод может обеспечить более динамичные движения, такие как акробатика.
«Самым заметным различием между новым роботом-гуманоидом, который мы разработали, и другими роботами-гуманоидами, разработанными в прошлом, будут приводы, - сказал Ким. «Технологии приводов были значительно улучшены, и мы продемонстрировали выдающуюся производительность в четвероногих роботах, роботах MIT Cheetah 1, 2, 3 и мини-гепардах. Та же самая актуаторная технология, представленная высокой управляемостью, быстрым и точным управлением крутящим моментом, а также компактным и прочным форм-фактором, будет использоваться в новом роботе-гуманоиде ».
В отличие от других гуманоидных роботов, разработанных в прошлом, новый робот, разработанный одним из исследователей в команде по имени Сангбэ Ким, чрезвычайно динамичен и эффективен. Это должно позволить ему выполнять более требовательные и сложные задачи.
«Выполнение динамических движений является сложной задачей для роботов, потому что их оператор должен сначала понять взаимосвязь между аппаратным и программным обеспечением», - сказал Донхён Ким. «В этой работе мы попытались устранить критические аппаратные ограничения при динамическом движении в нашем алгоритме управления, основываясь на накопленном опыте и знаниях об аппаратном обеспечении роботов».
Ким и его коллеги протестировали конструкцию своего робота, планировщик движения и контроллер посадки в реалистичных симуляторах. Их выводы очень многообещающие, поскольку они показывают, что робот-гуманоид из Массачусетского технологического института должен уметь выполнять различные акробатические действия, включая сальто назад, сальто вперед и прыжки с вращением.
В будущем робот-гуманоид из Массачусетского технологического института может оказаться очень эффективным для выполнения широкого круга сложных миссий. Тем временем исследователи планируют протестировать свой дизайн, планировщик движения и алгоритм управления в реальных сценариях.
«Теперь мы протестируем разработанный алгоритм управления на реальном роботе и продолжим развивать динамические возможности роботов на ногах», - сказал Ким. «Мы также планируем включить систему восприятия в наш контроль. алгоритм, чтобы роботы были более способны реагировать на изменение внешней среды ».