Tạo ra một robot có thể thực hiện các chuyển động nhào lộn như lật hoặc nhảy xoay tròn có thể rất khó khăn. Thông thường, trên thực tế, những robot này yêu cầu thiết kế phần cứng phức tạp, bộ lập kế hoạch chuyển động và thuật toán điều khiển.
Các nhà nghiên cứu tại Viện Massachusetts Công nghệ (MIT) và Đại học Massachusetts Amherst gần đây đã thiết kế một robot hình người mới được hỗ trợ bởi bộ lập kế hoạch chuyển động động học nhận biết được bộ truyền động và bộ điều khiển hạ cánh. Thiết kế này, được trình bày trong một bài báo được xuất bản trước trên arXiv, có thể cho phép robot hình người thực hiện các động tác lộn ngược và nhào lộn khác.
“Trong công việc này, chúng tôi đã cố gắng đưa ra thuật toán điều khiển thực tế để làm cho một robot hình người thực sự thực hiện các hành vi nhào lộn như quay lại / trước / lật mặt, nhảy xoay tròn và nhảy qua chướng ngại vật,” Donghyun Kim, một trong những nhà nghiên cứu. người đã phát triển phần mềm và bộ điều khiển của robot. “Để làm được điều đó, trước tiên, chúng tôi đã xác định bằng thực nghiệm hiệu suất của bộ truyền động và sau đó trình bày những hạn chế chính trong công cụ lập kế hoạch chuyển động của chúng tôi.”
Để thực hiện các hành vi năng động cao, rô bốt thường cần sử dụng hiệu quả các bộ truyền động. Tuy nhiên, hầu hết các thiết kế rô bốt hiện có không giải quyết đầy đủ các thách thức và khía cạnh liên quan đến phần cứng, chẳng hạn như sự sụt giảm điện áp có thể xảy ra trong chuyển động có mô-men xoắn / vận tốc cao.
Kim và đồng nghiệp của mình đã phát triển một phương pháp mới có thể xử lý các hạn chế liên quan đến các hành vi của robot rất năng động trong quá trình lập kế hoạch và điều khiển chuyển động. Kết hợp với thiết kế robot hình người mà họ đề xuất, phương pháp này có thể cho phép các chuyển động năng động hơn, chẳng hạn như nhào lộn.
“Sự khác biệt đáng chú ý nhất giữa robot hình người mới mà chúng tôi phát triển và các robot hình người khác được phát triển trong quá khứ sẽ là bộ truyền động,” Kim nói. “Các công nghệ thiết bị truyền động đã được cải tiến đáng kể và chúng tôi đã chứng minh hiệu suất vượt trội trong các robot bốn chân, MIT Cheetah 1, 2, 3 và robot cheetah mini. Công nghệ thiết bị truyền động tương tự, được thể hiện bằng khả năng điều khiển mô-men xoắn nhanh và chính xác cao, cũng như hệ số hình thức nhỏ gọn và mạnh mẽ, sẽ được sử dụng trong robot hình người mới. "
Trái ngược với những robot hình người khác được phát triển trong quá khứ, robot mới do một trong những nhà nghiên cứu trong nhóm thiết kế, có tên Sangbae Kim, cực kỳ năng động và hiệu quả. Điều này sẽ cho phép nó hoàn thành các nhiệm vụ phức tạp và đòi hỏi nhiều hơn.
“Thực hiện chuyển động động là một thách thức đối với robot vì người điều khiển chúng trước tiên phải hiểu được mối tương quan giữa phần cứng và phần mềm,” Donghyun Kim nói. “Trong công việc này, chúng tôi đã cố gắng giải quyết các giới hạn phần cứng quan trọng ở chuyển động động trong thuật toán điều khiển của chúng tôi dựa trên kinh nghiệm và kiến thức tích lũy về phần cứng robot.”
Kim và các đồng nghiệp đã thử nghiệm thiết kế robot, bộ lập kế hoạch chuyển động và bộ điều khiển hạ cánh của họ trong mô phỏng thực tế. Phát hiện của họ rất hứa hẹn, vì chúng cho thấy robot hình người của MIT có thể thực hiện nhiều hành vi nhào lộn khác nhau, bao gồm lộn ngược, lộn trước và nhảy xoay tròn.
Trong tương lai, robot hình người của MIT có thể chứng tỏ hiệu quả cao để hoàn thành một loạt các nhiệm vụ phức tạp. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu có kế hoạch thử nghiệm thiết kế, công cụ lập kế hoạch chuyển động và thuật toán điều khiển của họ trong các tình huống thực tế.
“Bây giờ chúng tôi sẽ thử nghiệm thuật toán điều khiển được phát triển trong robot thực và tiếp tục thúc đẩy khả năng năng động của robot có chân,” Kim nói. “Chúng tôi cũng có kế hoạch kết hợp hệ thống nhận thức vào kiểm soát của chúng tôi thuật toán, để làm cho robot có khả năng đáp ứng tốt hơn với sự thay đổi của môi trường bên ngoài. ”