Исследователи и инженеры, занимающиеся проектированием двуногих гуманоидных роботов, уже давно столкнулись с проблемой, заключающейся в том, что механическому устройству невероятно трудно придать плавность и грацию походки и других движений человеческого тела. Несмотря на это, исследователи постоянно ищут решения, благодаря которым походка робота может стать более естественной, и одной из таких групп исследователей является группа, возглавляемая профессором Ацуо Тэкэниши (Atsuo Takanishi), из Института гуманоидной робототехники (Humanoid Robotics Institute), который, в свою очередь, является подразделением университета Васеды (Waseda University) в Японии. Эта группа представила свое детище, шагающего робота WABIAN-2RIII, на Международной конференции IEEE по вопросам робототехники и автоматизации (IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA), которая проходила в прошлом месяце в Германии.



Базой нового робота WABIAN-2RIII стал робот WABIAN-2R (WAseda BIpedal humANoid - No. 2 Refined), который уже имел до этого гибкие тазобедренные и коленные суставы. Высота робота WABIAN-2R составляет 148 сантиметров, вес - 64 килограмма, а в общей сложности этот робот обладает 41 степенью свободы. Но робота WABIAN-2RIII отличает от своего предшественника наличие нового голеностопного сустава, строение которого максимально точно повторяет строение голеностопного сустава человека. Новый сустав имеет изгибающееся подвижное основание, подвижные пальцы и пятку. Благодаря такой гибкости конструкции стопы робота, он, этот робот, может, как человек, при ходьбе максимально эффективно использовать по отдельности каждый элемент, что позволило приблизить его походку к походке человека.



Конструкция нового голеностопного сустава робота WABIAN-2RIII была взята инженерами, как говорится, не с потолка. Разработка сложной конструкции стала результатом многолетней работы, в ходе которой исследователи досконально изучили все особенности и принципы ходьбы. Для этого им пришлось провести анализ движений при ходьбе множества различных людей, сделанных с помощью систем захвата и оцифровки движений, на основании чего были разработаны новые принципы, новая конструкция ног и новые алгоритмы системы управления робота.

В результате модернизации конструкции робота WABIAN-2RIII, робот получил возможность шагать на месте, при этом, время одного шага составило 0.6 секунды, что соответствует времени, которое тратит человек на такой же шаг. Движение ноги робота происходит с одновременным перемещением частей его суставов сразу по 12 векторам при высоте подъема ноги в 90 миллиметров. А смещение центра тяжести при ходьбе было уменьшено с 50 до 34 миллиметров. В настоящее время исследователи проводят испытания, доработку конструкции робота и алгоритмов программного обеспечения системы управления в режиме ходьбы на месте, при переменном переносе веса тела робота с одной ноги на другую. Но, в ближайшее время начнутся испытания робота в режиме нормального перемещения, которые, быстрее всего, повлекут еще целую серию доработок и модернизаций.



Следует заметить, что работа исследователей университета Васеды над роботами WABIAN ведется в рамках программы правительства Японии, которое крайне обеспокоена проблемой резкого старения населения этой страны. Если эта тенденция так и будет сохраняться в дальнейшем, то для ухода за большим количеством престарелых людей в стране просто не хватит человеческих ресурсов и спасти ситуацию могут только автоматизированные устройства, индивидуальные роботы-помощники, которые смогут взвалить на свои плечи большую часть бытовых проблем. И чем более эти роботы будут походить на людей, тем более высокое качество жизни они смогут обеспечить своим престарелым хозяевам.