В прошлом году мы уже рассказывали о четвероногом роботе HyQ, созданном специалистами Итальянского технологического института (Istituto Italiano di Tecnologia, IIT). Этот робот, предназначенный для выполнения действий на сложной пересеченной местности, может ходить и бегать, прыгать и даже пинать различные объекты, встречающиеся ему на пути. В конструкции робота используются гидравлические приводы, которые позволяют ему перемещаться ловко и быстро, в достаточной степени подражая живому существу. А недавно робот HyQ приобрел еще несколько новых умений, самым важным из которых является умение удержать равновесие и не падать при столкновениях с препятствиями.

Падение является весьма большой проблемой для роботов, передвигающихся на двух или четырех конечностях. В отличие от животных и большинства людей, некоторые роботы не умеют правильно падать, контролируя движения своего механического тела. В результате элементы конструкции не могут поглотить всю энергию от ударов, что приводит к поломкам деталей и дорогостоящему ремонту. Именно поэтому роботы, разработанные для работы в реальном мире, должны уметь избегать падения любой ценой, что весьма неплохо получается у известных роботов BigDog и LS3 компании Boston Dynamics. Системы камер, датчиков и оптических лазерных сканеров LIDAR помогают роботам обнаруживать и избегать препятствий, но не во всех ситуациях робот может полагаться на свет компьютерное зрение, к примеру, при движении в густой растительности и при сильном задымлении окружающего пространства.

Для того, чтобы успешно преодолевать препятствия, исследователи научили робота HyQ рефлексивно реагировать в момент соприкосновения конечностей робота с этими препятствиями. Эта реакция должна быть весьма быстрой, особенно если учесть, что робот может в это время бежать со скоростью 2 метра в секунду. Реализацией этой реакции стал разработанный специалистами IIT алгоритм "отраженного движения", который позволяет роботу переступать через препятствия при движении по незнакомой местности.



"Отражение движения шага является ключевым моментом для перемещений робота в сложной окружающей среде" - рассказывает Клаудио Семини (Claudio Semini), руководитель Лаборатории динамических систем IIT, - "Обратные движения конечностей робота настолько быстры, что их можно увидеть только при замедленном воспроизведении съемки момента столкновения конечности с препятствием".

Реализация обратного отраженного движения крайне проста. С помощью специальных датчиков система управления робота HyQ измеряет внешние силы, воздействующие на ноги робота, и в случае обнаружения такого воздействия выдает команду на выполнение отраженного движения. Однако, на самом деле в этом с первого взгляда, простом действии есть множество тонкостей. Когда нога робота сталкивается с препятствием в момент ее подъема и движения вперед, у робота есть еще достаточно времени для того, чтобы поднять ногу и переступить через препятствие. Но, когда нога робота идет вниз и вперед, всему роботу уже поздно останавливаться или предпринимать попытку изменения траектории движения. В данном случае это не представляет собой большой проблемы, гидравлические ноги робота HyQ весьма послушны и крепки для того, чтобы поглотить без поломок энергию столкновения в то время, как другие его конечности принимают на себя вес робота и начинают пытаться удержать равновесие. Благодаря всему этому пока робот может свободно преодолевать препятствия, высотой в 11 сантиметров (14 процентов от длины его ног).

В настоящее время исследователи из IIT работают над совершенствованием системы компьютерного зрения робота HyQ и над разработкой алгоритмов новых, более динамичных видов движений для быстрых и медленных перемещений. Помимо этого, исследователи проводят работы по созданию принципов движений различных элементов и частей, благодаря которым, в случае падения, ущерб конструкции робота будет максимально минимизирован. Все это, по предварительным оценкам, займет несколько месяцев, после чего робота "выпустят" для испытаний на один из сложных участков лесистой местности в швейцарских Альпах.





Ключевые слова:
Робот, Движение, HyQ, IIT, Boston Dynamics, LS3, BigDog, Препятствие, Ходьба, Бег, Падение, Алгоритм

Первоисточник

Другие новости по теме:

Итальянский четвероногий робот HyQ твердо становится на ноги.

LittleDog, младший "брат" робота BigDog, мал, да удал.

COMAN - гуманоидный робот, которого достаточно трудно свалить с ног

Minitaur - четвероногий робот-попрыгун, который легко преодолевает лестницы, заборы, двери и делает другие невообразимые трюки

Quattroped - робот, колеса которого могут трансформироваться в конечности и наоборот.

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.