Одноногого робота научили точным прыжкам

Американские инженеры создали новый алгоритм управления одноногим роботом Salto-1P, позволяющий ему более точно планировать точку приземления, а также устойчиво приземляться на неровные или недавно передвинутые поверхности. Разработка была представлена на конференции IROS 2018, кратко о ней рассказывает IEEE Spectrum.

Salto-1P — это одноногий прыгающий робот, созданный инженерами из Калифорнийского университета в Беркли в 2017 году в качестве более совершенной версии представленного годом ранее Salto. Он использует для прыжков сразу несколько механизмов: мотор, приводящий в действие ногу из нескольких сегментов, а также механический аналог хвоста и два винта, компенсирующие вращение робота.

По своей конструкции Salto-1P представляет собой подпружиненный обратный маятник, основы управления которыми заложил в 1980-х годах американский инженер Марк Рэйберт, который впоследствии основал компанию Boston Dynamics, разрабатывающую гуманоидных и четвероногих роботов. Основная идея алгоритма Рэйберта заключается в том, что направление и ускорение робота можно задавать, меняя угол наклона ноги относительно корпуса и поверхности, а также уровень подпружиненности ноги.

Salto-1P и раньше применял такой принцип управления, но в новой работе авторы доработали алгоритм для более точного приземления. Эксперименты показали, что с новым алгоритмом стандартное отклонение ошибки составляет 10 сантиметров, а 95 процентов прыжков заканчиваются не далее, чем в 30 сантиметров от запланированной точки приземления. Благодаря этому теперь робот может запрыгивать даже на небольшие и неровные препятствия, к примеру, на стул с изогнутым сиденьем.

Кроме того, новый алгоритм управления позволяет роботу быстро адаптироваться к смещению цели. Для этого он использует внешнюю систему захвата движений. Разработчики показали, как робот справляется с прыжками в цель, нанесенную на доску, даже если доску двигают незадолго до прыжка.

Свою реализацию подпружиненного обратного маятника в 2016 году представили инженеры из Disney Research. В нем используется нога с одним сегментом, поворачивающимся относительно корпуса. Из-за такой конструкции робот может сохранять равновесие лишь в течение небольшого промежутка времени — рекордная последовательность прыжков продлилась 6,5 секунды.

Григорий Копиев