Одноногого робота навчили точним стрибкам

Американські інженери створили новий алгоритм управління одноногим роботом Salto-1P, що дозволяє йому більш точно планувати точку приземлення, а також стійко приземлятися на нерівні або недавно пересунуті поверхні. Розробка була представлена на конференції IROS 2018, коротко про неї розповідає IEEE Spectrum.

Salto-1P - це одноногий стрибаючий робот, створений інженерами з Каліфорнійського університету в Берклі в 2017 році в якості більш досконалої версії представленого роком раніше Salto. Він використовує для стрибків відразу кілька механізмів: мотор, що приводить в дію ногу з декількох сегментів, а також механічний аналог хвоста і два гвинти, що компенсують обертання робота.

За своєю конструкцією Salto-1P являє собою підпружинений зворотний маятник, основи управління якими заклав у 1980-х роках американський інженер Марк Рейберт, який згодом заснував компанію Boston Dynamics, що розробляє гуманоїдних і чотирилапих роботів. Основна ідея алгоритму Рейберта полягає в тому, що напрямок і прискорення робота можна задавати, змінюючи кут нахилу ноги відносно корпусу і поверхні, а також рівень підпружиненості ноги.

Salto-1P і раніше застосовував такий принцип управління, але в новій роботі автори допрацювали алгоритм для більш точного приземлення. Експерименти показали, що з новим алгоритмом стандартне відхилення помилки становить 10 сантиметрів, а 95 відсотків стрибків закінчуються не далі, ніж за 30 сантиметрів від запланованої точки приземлення. Завдяки цьому тепер робот може застрибувати навіть на невеликі і нерівні перешкоди, наприклад, на стілець з вигнутим сидінням.

Крім того, новий алгоритм управління дозволяє роботу швидко адаптуватися до зміщення мети. Для цього він використовує зовнішню систему захоплення рухів. Розробники показали, як робот справляється зі стрибками в ціль, нанесену на дошку, навіть якщо дошку рухають незадовго до стрибка.

Свою реалізацію підпружиненого зворотного маятника в 2016 році представили інженери з Disney Research. У ньому використовується нога з одним сегментом, що повертається відносно корпусу. Через таку конструкцію робот може зберігати рівновагу лише протягом невеликого проміжку часу - рекордна послідовність стрибків тривала 6,5 секунди.