Людиноподібний робот навчився дотримуватися за стіни

Німецькі інженери навчили людиноподібного робота LOLA допомагати собі руками для стабільної ходьби по складному рельєфу - наприклад, впиратися руками в дверний пройом або дотримуватися за стіни. Відео з випробуваннями опубліковано на YouTube-каналі Мюнхенського технічного університету, подробиці про розробку автори розповіли в інтерв'ю IEEE Spectrum.

Практично всі двоногі людиноподібні роботи під час ходьби використовують для активної стабілізації лише ноги. Застосовуючи динамічну або квазістатичну походку, вони приймають високорівневу команду на рух в задану точку і розраховують низькорівневі команди для моторів, які дозволять реалізувати цей рух. У багатьох двоногих роботів також є рухливі руки, але, як правило, вони або не використовують їх під час стабілізації, або використовують лише для зміщення центру мас. Люди ж під час рухів використовують багатоточкову контактну стабілізацію і підтримують себе будь-якими доступними частинами тіла.

Інженери з Мюнхенського технічного університету, які розробили людиноподібного робота LOLA і вже більше десяти років використовують його в якості платформи для відпрацювання алгоритмів, показали нову здатність, нетипову для таких роботів: використання рук для активної контактної стабілізації. Робот має класичну конструкцію з руками, ногами і головою. У нього є 26 активних суглобів, що приводяться в рух електромоторами. В голові у робота встановлена пара камер глибини, що дозволяє йому складати об'ємну карту навколишнього простору.

Новий алгоритм використовує проактивний, а не реактивний підхід у багатоточковій контактній стабілізації - тобто робот заздалегідь прораховує рухи руками і точки контакту рук з навколишніми об'єктами. Низькорівнева частина алгоритму стабілізації здатна враховувати різні зовнішні обурення або помилки локалізації, але не здатна в реальному часі ініціювати підтримуючий рух рукою, який не було заплановано заздалегідь. Крім того, в поточному вигляді робот використовує заздалегідь визначені інженерами точки опори для ніг і рук.

Проте вже в поточній реалізації LOLA може становити карту навколишнього простору і розмічати на ньому зони, що відповідають підлозі, стінам і окремим об'єктам. У майбутньому розробники також планують навчити робота враховувати інші властивості поверхонь, важливі для використання їх як опори: шорсткість, м'якість та інші.

Розробники показали поточний рівень роботи алгоритмів стабілізації та багатоточкової контактної стабілізації на відео. У ролику можна побачити різні сценарії, в одному з яких робот втратив рівновагу в ногах через пластину, що з'їхала вбік, але зміг утриматися у вертикальному положенні саме завдяки підтримці руками.

Раніше американські інженери навчили невеликого робота динамічно підтримувати себе рукою. При падінні він аналізує розташування стіни і свого тіла, і висуває руку так, щоб упертися їй в стіну і не впасти.