Людиноподібного робота навчили кататися на скейті і роликових ковзанах

Японські інженери навчили двоногого людиноподібного робота зберігати рівновагу, пересуваючись на скейтборді і роликових ковзанах. Розробка була представлена на конференції IROS 2018.

При створенні сухопутних роботів можна виділити два великих напрямки зі своїми достоїнствами і недоліками - колісні і ходячі роботи. Колісні роботи мають значну перевагу в швидкості, а ходячі здатні долати перешкоди, такі як сходи або завали. Деякі розробники намагаються поєднати обидва типи рухів і створюють двоногих або чотириногих роботів з колесами. Однак практично у всіх цих проектах застосовуються активні колеса з моторами, завдяки чому в багатьох випадках для підтримки балансу їм достатньо лише керувати обертанням моторів у колесах.

Інженери з Токійського університету під керівництвом Масаюкі Інаби (Masayuki Inaba) вирішили набагато складніше завдання і навчили двоногого робота рухатися на пристроях з пасивними колесами, таких як скейтборд і роликові ковзани. Це завдання відрізняється не тільки від управління активними колесами, але і від звичайної ходьби, тому що під час звичайної ходьби при постановці ноги робот може поставити її під деяким діапазоном кутів, що знаходяться всередині конуса, ширина якого залежить від тертя між ногою і поверхнею. Якщо кут постановки ноги лежить всередині цього конуса, то контакт буде стабільним. У випадку з їздою на скейтборді або ковзанах тертя в місці контакту ноги з поверхнею можна розглядати як анізотропний, тому простір стабільного контакту вже описується не конусом, а трикутником, площина якого перпендикулярна напрямку руху коліс.

Розробники створили алгоритм утримання балансу, який враховує конуси тертя і розраховує для кожного кроку або руху на колісній платформі такий рух, щоб привести центр мас робота в стабільний стан. Інженери заклали в алгоритм управління три типи рухів: ходьба на двох ногах, їзда на скейтборді з відштовхуванням однією ногою від підлоги і їзда на роликових ковзанах. Автори перевірили працездатність алгоритмів на людиноподібному роботі JAXON, зріст якого становить 188 сантиметрів. Більш детально про його пристрій можна дізнатися в одній з попередніх робіт інженерів.

Випробування показали, що робот може стабільно ходити із середньою швидкістю 0,6 метра в секунду і кататися на скейтборді або роликових ковзанах із середньою швидкістю один метр в секунду. У майбутньому інженери планують допрацьовувати алгоритм для того, щоб постійно адаптувати рухи робота відповідно до показань його датчиків, а також для їзди на ковзанах по льоду.

Під час Зимових Олімпійських ігор у Кореї на одній з корейських лижних трас пройшли змагання зі слалому серед гуманоїдних роботів. Під час спуску роботам необхідно було проїхати 80-метрову трасу і обігнути п'ять прапорів. Виграв змагання 125-сантиметровий робот Taekwon V приватної компанії Mini Robot. Він успішно об'їхав усі п'ять прапорів і дістався до фінішу за 18 секунд.