Een beroemde virale video over de DARPA Robotics Challenge toont allerlei humanoïde robots die onhandig naar beneden vallen. Tweevoetige beweging is nogal onstabiel, wat niet alleen een probleem is voor een robot die zijn taak probeert te voltooien, maar ook omdat vallen een zeer duur apparaat kan beschadigen.

Robotici over de hele wereld pakken dit probleem op talloze manieren aan. Terwijl sommigen een reeks corrigerende stappen willen toevoegen nadat een robot uit balans is geraakt, net als een persoon die struikelt nadat hij is gestruikeld, Kris Hauser wil dat robots de omgeving om hen heen kunnen gebruiken.

"Als een persoon naar een muur of een rail wordt geduwd, ze zullen dat oppervlak kunnen gebruiken om zichzelf rechtop te houden met hun handen. We willen dat robots hetzelfde kunnen doen, " zei Kris Hauser, universitair hoofddocent elektrotechniek en computertechniek en werktuigbouwkunde en materiaalkunde aan Duke. "We geloven dat we de enige onderzoeksgroep zijn die eraan werkt om een ​​robot dynamisch te laten kiezen waar hij zijn handen plaatst om te voorkomen dat hij valt."

Hoewel dergelijke beslissingen en acties een tweede natuur voor ons zijn, programmeren in de reflexen van een robot is bedrieglijk moeilijk. Om het proces te stroomlijnen en rekentijd te besparen, Hauser programmeert de software om zich alleen te concentreren op de heup- en schoudergewrichten van de robot.

Zolang de robot niet draait als hij valt, dit creëert slechts drie hoeken waarmee het stabilisatie-algoritme rekening moet houden:de voet naar de heup, de heup tot de schouder, en de schouder aan de hand. De robot moet nabijgelegen oppervlakken binnen bereik identificeren en vervolgens snel de beste combinatie van hoeken berekenen om zichzelf op te vangen. De uiteindelijke oplossing minimaliseert de impact wanneer de handen van de robot contact maken, en minimaliseert ook de kans dat zijn handen of voeten wegglijden. Het algoritme neemt zijn beste gok en optimaliseert het vervolgens geleidelijk met behulp van een methode die direct shooting wordt genoemd.

In zijn huidige staat, de robot krijgt informatie over zijn omgeving en kan niet zelfstandig navigeren. Maar in de nabije toekomst, Hauser is van plan om te upgraden naar een grotere robot met zijn eigen camerasensoren om hem zijn omgeving te laten zien.

"Hopelijk moeten we tegen het einde van het jaar experimenten doen met de robot die daadwerkelijk in een live hindernisbaan werkt, Hauser zei. "Dan zullen we proberen de robot zowel dynamisch in kaart te brengen wat er omheen is als te redeneren hoe hij zichzelf kan beschermen tegen vallen in willekeurige omgevingen."