или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

Робота гепарда Cheetah из MIT научили прыгать

schedule 16.09.2014 в 12:38 link Cheetah MIT испытания DARPA робот-животное робот-курьер робот-гепард
​Исследователи MIT (Massachusetts Institute of Technology) разработали и успешно реализовали в соей разработке Cheetah, робо-гепарде, алгоритм прыжков. Cheetah это четырехногий комплекс приводов, аккумуляторов и и электромоторов, весящий практически столько же, сколько и его биологический коллега из мира кошачьих. Недавно команда исследователей проводила тестирование прыжков и равномерной ходьбы по траве  на территории Массачусетского технологического университета, - сообщает Robotics.ua.



В экспериментах на крытом треке, робот разгонялся до 10 миль в час,  продолжая бежать после преодоления препятствий. Исследователи MIT считают, что текущая версия робота может в конечном итоге достичь скорости до 30 миль в час.



Ключ к алгоритму прыжков заключается в программировании каждой из ног робота, для того, чтобы задействовать определенное количество силы в секунду в момент падения для того, чтобы поддерживать заданную скорость, которая напрямую зависит от силы, приложенной для продвижения вперед. Sangbae Kim,  адъюнкт-профессор машиностроительной инженерии в Массачусетском технологическом институте предполагает, что подобный подход к контролю силы   роботизированных устройств весьма похож на тот, которым пользуются мировые рекордсмены спринтеры.

"Многие спринтеры, как Усэйн Болт, не отталкиваются ногами слишком часто," говорит Sangbae Kim. «Своей скорости они достигают не частотой шага, а силой, с которой они отталкиваются от земли. Чем больше сила отталкивания, тем дальше они приземлятся. Следовательно, чем больше сила, тем большую скорость они развивают, сохраняя прежнюю амплитуду движений». Также он обращает внимание на то, что с таким подходом к передвижению, гепард-бот может перемещаться по более труднопроходимой поверхности, например через заросшее травой поле. Во время тестирования Сheetah сохранял прежнюю скорость несмотря на повышенную сложность проходимости.

«Большинство роботов тяжелые и медлительные. Они не смогут контролировать силу в ситуациях, когда понадобится развить высокую скорость», говорит Sangbae Kim. «Именно это и делает Сheetah таким  особенным роботом. Фактически вы можете управлять силой конечностей во время короткого промежутка времени, прежде чем они столкнутся с землей, что делает движения бота-гепарда более стабильными, маневренными и динамичными».

Профессор электротехники в MIT, Jeffrey Lang, специально разработал электродвигатель с высоким крутящим моментом, благодаря чему удалось достичь подобной динамики. Контролируются двигатели специальными усилителями, разработанными David Otten, главным инженером-исследователем научно-исследовательской лаборатории MIT.  Сочетание таких двигателей и биоморфных конечностей позволяет управлять силу соприкосновения  с почвой, даже не полагаясь на датчики на ногах.

Kim и его коллеги - исследователь Hae-Won Park и аспирант Meng Yee Chuah - представят детали алгоритма прыжков в этом месяце на Международной конференции IEEE / RSJ посвященной разумным роботам и системам в Чикаго.

Процесс бега может быть разложен на несколько видов: от рыси и легкого галопа до более динамичных скачков и галопа. При прыжке сначала передние лапы животного становятся на землю вместе, а затем задние. Практически как прыжки кроликов. Этот вид бега взят исследователями как первая модель.

Kim  говорит, что прыжок это начало разгона. После прыжков можно легко перейти на галоп. Когда животное передвигается прыжками, его передние и задние лапы приземляются с разницей в долю секунды. И этот момент времени, когда ноги касаются земли, называется в механике «рабочим циклом». Чем быстрее скорость, тем короче рабочий цикл.

Команда исследователей разработала алгоритм, который определяет, с какой силой нужно в момент рабочего цикла оттолкнуться от земли. Сила должна быть достаточной для того, чтобы робот смог оттолкнуться в сторону, обратную силе притяжения, для сохранения  импульса движения вперед.

Проводя эксперименты, исследователи делали рабочие циклы достаточно короткими, следуя алгоритму контроля силы, для того чтобы Cheetah смог развить достаточно высокую скорость, не потеряв равновесия. 

Kim отмечает, что зачастую четырехногие роботы прилагают большие усилия при движениях, но с низкой эффективностью. Те, которые достигают высокой скорости с помощью двигателей внутреннего сгорания, слишком шумные. В отличие от Cheetah, который весьма эффективен и практически бесшумен. По словам исследователей, в недалеком будущем для всех роботов, обладающих конечностями, будем применен подобный алгоритм контроля усилия.   

Работа над этим проектом проходит при содействии DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).






Комментарии: