Als wordt verwacht dat tweevoetige robots de beoogde taken van zoek- en reddingsacties en rampenbestrijding met succes zullen uitvoeren, dan zullen wetenschappers en ingenieurs de stappen van de robots in de gaten moeten houden. Het is ingebouwd in de situatie dat de tweevoetige robots de operatie zullen moeten voortbewegen zonder te struikelen en vallen op gevaarlijk terrein.

Inschrijven IEEE-spectrum deze maand, twee onderzoekers in de frontlinie van tweevoetig onderzoek naar lopen geven ons een glimp van wat de uitdaging werkelijk is om robots te laten lopen op moeilijk terrein waar ze moeten opstappen, aftreden, in balans blijven, zonder falen.

Vergis je niet, zij voegden toe, de uitdaging blijft reëel. "De huidige ultramoderne robots zijn traag met quasi-statische bewegingen, niet bestand tegen onverwachte storingen en inefficiënt zijn in termen van energieverbruik."

Ayush Agrawal en Quan Nguyen zijn van UC Berkeley en Carnegie Mellon. Ze legden uit waarom het moeilijk is. Zij schreven, "Het ontwerpen van besturingsalgoritmen die discrete voetsteunen aankunnen (zoals puin of stapstenen) is een uitdaging, omdat er strikte beperkingen zijn voor voetplaatsing die niet kunnen worden geschonden en de beweging van deze systemen wordt bepaald door complexe dynamische vergelijkingen."

Ze gaven ook commentaar op hoe de robots erin slagen te bewegen. "Bovendien, deze robots 'weten' niet van tevoren hoe het terrein zal zijn; alleen de locatie van de volgende stap wordt aan de robot getoond, een scenario dat nauw aansluit bij wat een robot in de echte wereld kan tegenkomen."

De twee en hun Hybrid Robotics Group bij UC Berkeley en het CMU-team lijken op weg te zijn naar de volgende stappen in 'optimale en niet-lineaire besturingssystemen'.

Volgens de samenvatting van Luke Dormehl, Digitale trends :Een team van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, en Carnegie Mellon University, waaronder professor Koushil Sreenath, Ayush Agrawal, en Quan Nguyen, hebben besturingsalgoritmen ontwikkeld waarmee een ATRIAS-robot dynamisch en snel over willekeurig terrein van stapstenen kan lopen.

De paper "Dynamisch lopen op willekeurig variërend discreet terrein met eenstapsvoorbeeld" onderzoekt "tweestaps periodieke gangoptimalisatie". Het stelt het team in staat om een ​​grote verandering in voetstapplaatsing van een robot aan te pakken.

De twee zeiden dat ze hebben gewerkt aan "het ontwikkelen van formele controlekaders voor tweevoetige robots met een hoge mate van vrijheid die niet alleen een nauwkeurige plaatsing van de voetstap over discreet terrein garanderen, maar zijn ook robuust om onzekerheden en externe krachten te modelleren."

Het team gebruikte een ondergeactiveerde (geen actuatoren bij de enkel, alleen vaste-punt voeten) tweevoetige robot onder verschillende soorten terrein. Dit is een ATRIAS-robot - een praktische keuze omdat de robots voortbeweging kunnen testen.

De ATRIAS-sitepagina vestigt de aandacht op het koolstofvezel-pootmechanisme als lichtgewicht, en elke voetstap verzachten in plaats van grote schokken naar het lichaam te sturen.

Ondersteund door wat "nette wiskunde, " Agrawal en Nguyen zeiden dat hun robots over discreet terrein kunnen lopen zonder uit te glijden of om te vallen.

De robots krijgen de juiste bewegingen bij het op- en afstappen van de stapstenen. Ze zijn in staat geweest om "precieze voetstapplaatsing over stapstenen te bereiken, "Agarwahl vertelde" Digitale trends , "met variërende staplengtes en staphoogtes, op een tweebenige robot op menselijke schaal."

Agarwahl en Nguyen verklaarden in IEEE-spectrum dat "Wij geloven dat dit de eerste keer is dat dynamisch lopen op stapstenen met gelijktijdige variatie in staplengte en staphoogte met succes is aangetoond op een tweevoetige robot."

Wat is het volgende?

De robots zijn momenteel "blind, " zei John Biggs in TechCrunch ; de onderzoekers gaan dit werk combineren met onderzoek naar computervisie.

"Met een nieuwe robot, Cassie, spoedig in Berkeley aankomen, " zeiden de twee in IEEE-spectrum , "we zijn van plan onze experimentele resultaten uit te breiden tot 3D-lopen over echte stapstenen."

© 2018 Tech Xplore