Американские и итальянские инженеры создали ударопрочного робота по имени Tribar, который использует архитектуру тенсегрити. Этот робот сконструирован из трех идентичных жестких стержней, каждый длиной 360 миллиметров, которые соединены между собой системой эластичных нитей и тросов с возможностью регулировки длины.
Перемещение Tribar обеспечивается путем смещения его центра тяжести посредством изменения его формы. В рамках проведенных испытаний робот продемонстрировал способность передвигаться по сложной, пересеченной местности, совершать прыжки со скал и после этого возобновлять свое движение.
Информация об этой разработке была представлена в научном издании Nature Machine Intelligence.
Американские и швейцарские специалисты создали экспериментального двуногого и двурукого робота MOBIUS. Этот робот способен выполнять множество задач: ходить, ползать, подтягиваться на руках и перекатываться через голову, используя специальные защитные дуги, установленные на его спине. В ходе тестирования MOBIUS продемонстрировал способность прокатиться с детской горки. Детали разработки представлены в препринте на сайте arXiv.org.
Хотя ходячие роботы отлично подходят для передвижения по пересеченной местности, большинство существующих моделей ограничены движением по ровной поверхности и не могут лазать по вертикальным конструкциям. Специализированные роботы-скалолазы, в свою очередь, часто уступают другим шагающим роботам по скорости и маневренности на земле. Инженеры из разных стран работают над созданием единого робота, объединяющего несколько режимов перемещения, что может существенно улучшить возможности в поисково-спасательных операциях, инспекциях и исследованиях территорий.
Группа разработчиков под руководством Денниса Хонга из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе спроектировала экспериментального робота MOBIUS (Multi-modal Operations Bipedal Intelligent Urban Scout), весом около десяти килограммов. Он может передвигаться как на двух ногах, так и на четвереньках, опираясь руками о поверхность. Благодаря двум дугам, закрепленным на спине, он способен перекатываться через голову, а также подтягиваться на руках для достижения большей высоты.
Робот оснащен четырьмя конечностями: две руки с шестью степенями свободы и две ноги, каждая из которых имеет по четыре степени свободы. Руки завершаются двухпалыми захватами с шипами, а ноги имеют стандартные плоские ступни. Эти захваты позволяют роботу цепляться за различные элементы для вертикального продвижения.
Информация об окружающей обстановке и собственном состоянии MOBIUS поступает от камер и датчиков силы и крутящего момента. Конструкция робота имеет асимметрию по массе, поскольку руки тяжелее нижней части на 55%, что создает сложности для поддержания равновесия. Для управления двуногой ходьбой используется алгоритм, обученный методом обучения с подкреплением. Нейросетевая политика анализирует данные о текущем положении и скорости корпуса, положении суставов, предыдущей команде и желаемой скорости, после чего рассчитывает необходимые новые положения суставов.
Политика проходила обучение в симуляторе с использованием метода PPO, сначала на ровной поверхности, а затем с применением доменной рандомизации на неровном рельефе. Выбор режима движения осуществляется отдельным высокоуровневым планировщиком, который на основе размеченной карты местности прокладывает маршрут и решает, где лучше идти, ползти или перекатываться.
Ползание на четвереньках показалось самым экономичным и стабильным способом передвижения: MOBIUS достигает скорости до 0,4 м/с, потребляя около 65 джоулей на метр, в сравнении с 104 джоулями при двуногой ходьбе. Перекатывание через голову на дугах позволяет кратковременно набирать скорость до 0,7 м/с, однако в процессе кувырка робот не контролирует свою траекторию.
В ходе испытаний MOBIUS десять раз из десяти успешно поднимался по ступенькам небольшой детской горки, используя захваты для удержания поручней. Кроме того, робот смог девять раз повиснуть на алюминиевой перекладине и подтянуться на руках. Шипы на пальцах обеспечивали фиксацию в канавках алюминиевого профиля, позволяя роботу висеть на одном захвате, который выдерживает нагрузку до 124 ньютонов, превышая собственный вес машины. Тем не менее, текущая версия робота требует предварительной разметки местности и демонстрирует низкую скорость при двуногой ходьбе — всего 0,1 м/с.
В будущем разработчики планируют обучить MOBIUS самостоятельно перестраивать маршрут в режиме реального времени, используя данные системы зрения, и обеспечить его автономную работу в средах с препятствиями. Также запланирована доработка конструкции для снижения энергопотребления и адаптации робота к реальным условиям эксплуатации.
В некоторых сценариях роботы могут лазать по стенам даже без специальных приспособлений на ногах. Примером такой способности является четвероногий робот KLEIYN, разработанный японскими инженерами, который способен карабкаться между двумя вертикальными стенами.
