Tobenede robotter er dynamiske, når de går på trædesten

Hvis det forventes, at tobenede robotter med succes udfører påtænkte opgaver med eftersøgning og redning og katastrofehjælp, så bliver videnskabsmænd og ingeniører nødt til at se robotternes skridt. Det er indbygget i situationen, at de tobenede robotter skal flytte operationen uden at snuble og falde i farligt terræn.

Skriver ind IEEE spektrum denne måned, to forskere i frontlinjen af ​​forskning i tobenet gang giver os et indblik i, hvordan udfordringen egentlig er at få robotter til at gå i hårdt terræn, hvor de skal træde op, træde ned, holde balancen, Uden fejl.

Tag ikke fejl, tilføjede de, udfordringen forbliver reel. "Nuværende state-of-the-art robotter er langsomme med kvasistatiske bevægelser, ikke robuste over for uventede forstyrrelser og er ineffektive med hensyn til deres energiforbrug."

Ayush Agrawal og Quan Nguyen er fra UC Berkeley og Carnegie Mellon. De forklarede, hvorfor det er svært. De skrev, "at designe kontrolalgoritmer, der kan håndtere diskrete fodfæste (som murbrokker eller trædesten) er udfordrende, fordi der er strenge begrænsninger for fodplacering, som ikke kan overtrædes, og bevægelsen af ​​disse systemer er styret af komplekse dynamiske ligninger."

De kommenterede også, hvordan robotterne formår at bevæge sig. "I øvrigt, disse robotter 'ved' ikke, hvordan terrænet vil se ud på forhånd; kun det næste trins placering vises til robotten, et scenarie, der tæt repræsenterer, hvad en robot kan støde på i den virkelige verden."

De to og deres Hybrid Robotics Group på UC Berkeley og CMU-team ser ud til at være på vej til næste skridt i "optimale og ikke-lineære kontrolsystemer."

Ifølge opsummeringen af ​​Luke Dormehl, Digitale trends :Et team af forskere ved University of California, Berkeley, og Carnegie Mellon University, herunder professor Koushil Sreenath, Ayush Agrawal, og Quan Nguyen, har udviklet kontrolalgoritmer, der gør det muligt for en ATRIAS-robot dynamisk og hurtigt at gå over tilfældigt terræn af trædesten.

Artiklen "Dynamisk gåtur på tilfældigt varierende diskret terræn med et-trins forhåndsvisning" udforsker "2-trins periodisk gangoptimering." Det gør det muligt for teamet at håndtere en bred ændring i fodtrinsplacering af en robot.

De to sagde, at de har arbejdet på at "udvikle formelle kontrolrammer for bipedale robotter med høj grad af frihed, som ikke kun garanterer præcis fodtrinsplacering over diskret terræn, men er også robuste til at modellere usikkerheder og eksterne kræfter."

Holdet brugte en underaktueret (ingen aktuatorer ved anklen, bare fastpunktsfødder) bipedal robot under forskellige typer terræn. Dette er en ATRIAS-robot – et praktisk valg, idet robotterne kan teste bevægelse.

ATRIAS webstedsside gør opmærksom på kulfiberbenmekanismen som letvægts, og blødgør hvert fodfald i stedet for at sende store stød til kroppen.

Bakket op af noget "pæn matematik, "Agrawal og Nguyen sagde, at deres robotter kan gå over diskret terræn uden at glide eller vælte.

Robotterne får bevægelserne rigtigt i at træde på og af trappestenene. De har været i stand til at opnå "præcis fodtrinsplacering over trædesten, " fortalte Agarwahl Digitale trends , "med varierende trinlængder og trinhøjder, på en menneskelig tobenet robot."

Agarwahl og Nguyen udtalte i IEEE spektrum at "Vi mener, at det er første gang, at dynamisk gang på trædesten med samtidig variation i trinlængde og trinhøjde er blevet demonstreret med succes på en tobenet robot."

Hvad er det næste?

Robotterne er i øjeblikket "blinde, " sagde John Biggs ind TechCrunch ; forskerne vil se på at kombinere dette arbejde med computersynsforskning.

"Med en ny robot, Cassie, snart at ankomme til Berkeley, sagde de to ind IEEE spektrum , "Vi planlægger at udvide vores eksperimentelle resultater til 3D-vandring over virkelige trædesten."

© 2018 Tech Xplore