Новый четвероногий робот способен подниматься по вертикальной лестнице и брать вертикальные препятствия

Когда мы видим любого четвероного робота, мы всегда непроизвольно сравниваем его с живым прототипом, например, с кошкой, собакой, гепардом или другим животным. И по результатам этого сравнения, как правило, выигрывают животные, которые демонстрируют большую гибкость, ловкость и плавность движений. И лишь в последнее время роботы начали приближаться по возможностям к своим живым прототипам, но роботы, которые могут полностью делать то, что могут делать животные, появятся еще не очень скоро.

Однако, все вышесказанное еще не означает, что роботы должны быть ограничены возможностями животных-прототипов, они уже сейчас могут делать то, с чем с большим трудом справляются животные. Ярким примером этому является продемонстрированный на конференции 2019 IROS робот, созданный японскими исследователями, который способен забираться вверх по вертикальной лестнице и брать вертикальные препятствия.

Подъем по вертикальной лестнице весьма сложен даже для животных. С этой задачей более-менее ловко справляются кошки, когда у них есть возможность использовать свои когти. Собаки также могут справиться с подобной задачей, но в большинстве случаев не получается смотреть на весь этот процесс, не сдерживая смеха.

Для того, чтобы иметь возможность взбираться по вертикальной лестнице, четвероногий робот оборудован датчиком-акселерометром и гироскопом в каждой конечности, которая имеет целых 5 степеней свободы. Кроме этого, каждая конечность имеет управляемый «коготь» со своими датчиками касания и давления. Все это управляется компьютером Intel NUC, а нижним уровнем и обработкой сигналов занимается контроллер на базе Arduino. Всего у робота имеется 23 степени свободы, по 5 на каждой конечности, по одной у каждого из двух лазерных датчиков-дальномеров и еще одна степень свободы позволяет роботу двигать головой, немного меняя, тем самым, положение центра массы.

Управляет движениями робота искусственная нейронная сеть, натренированная пока на возможность подъема только по одной конкретной лестнице. При этом, система искусственного интеллекта «построила» алгоритм подъема полностью самостоятельно за несколько неудачных подходов, задействовав в конце концов дополнительный «коготь», который превращает конечность робота в своего рода захваты.

Однако, исследователи заметили, что их робот мог «взять» вертикальную лестницу и с первого подхода, а причиной неудачи стал маленький крутящий момент, создаваемый используемыми приводами. Исследователи собираются устранить этот недостаток в конструкции следующего робота, который, к тому же, получит улучшенную систему управления, позволяющую ему подниматься на вертикальную лестницу любой конфигурации без предварительного самообучения.