Amerikalik va shveytsariyalik mutaxassislar eksperimental ikki oyoqli va ikki qo'lli MOBIUS robotini yaratdilar. Bu robot ko'plab vazifalarni bajarishga qodir: yurish, o'ziga tortinish, qo'llar bilan osilib turish va orqasidagi maxsus himoya kamalaklardan foydalanib bosh ustidan yuvarlanish. Sinovlar davomida MOBIUS bolalar changaligidan tushish qobiliyatini namoyish etdi. Ishlab chiqishning batafsil ma'lumotlari arXiv.org saytida preprint shaklida joylashtirilgan.
Robotlarning ko'p funksiyalligining afzalliklari
Yuruvchi robotlar to'siqlar bilan to'lib turgan hududlarda harakatlanish uchun ajoyib mos keladi, ammo mavjud modelning aksariyati tekis yuzada harakatlanish bilan cheklangan va vertikal tuzilmalarda chiqib bora olmaydi. Maxsus tog' chiquvchi robotlar esa ko'pincha yerda boshqa yuruvchi robotlarga nisbatan tezlik va manevrlilik jihatidan ustun kelmaydi. Turli mamlakatlardagi muhandislar bir nechta harakat rejimlarini birlashtiradigan yagona robotni yaratish ustida ishlamoqdalar, bu esa qidiruv-qutqaruv operatsiyalari, tekshiruvlar va hududlarni tadqiq qilish imkoniyatlarini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin.
MOBIUSning tuzilishi va imkoniyatlari
Kaliforniya universiteti, Los-Anjelesdagi Dennis Hong rahbadorligidagi ishlab chiquvchilar guruhi taxminan o'n kilogramm og'irlikka ega eksperimental MOBIUS (Multi-modal Operations Bipedal Intelligent Urban Scout) robotini loyihalashtirdi. U ikkita oyoqda ham, to'rt oyoqda ham harakatlana oladi, qo'llari yuzaga tayanadi. Orqasida joylashgan ikkita kamalak yordamida u bosh ustidan yuvarlanishi, shuningdek, yuqori balandlikka erishish uchun qo'llar bilan o'ziga tortinishi mumkin.
Robot to'rtta a'zo bilan jihozlangan: olti darajasi erkinlikka ega ikkita qo'l va har biri to'rtta daraja erkinlikka ega ikkita oyoq. Qo'llar tikanli ikki barmoqli ushlagichlar bilan yakunlangan, oyoqlar esa standart tekis poyafzalar bilan jihozlangan. Ushbu ushlagichlar robotga vertikal harakatlanish uchun turli elementlarga yopishish imkonini beradi.
Boshqaruv tizimi va harakat
Atrof-muhit haqidagi ma'lumotlar va MOBIUSning o'z holati kuch va moment sensorlari hamda kameralardan keladi. Robot tuzilmasi massasi jihatidan asimmetrikdir, chunki qo'llar past qismdan 55% og'irroq, bu muvozanatni saqlashda qiyinchilik tug'diradi. Ikki oyoqli yurishni boshqarish uchun rag'batlantirish orqali o'rgatilgan algoritmdan foydalaniladi. Neyron tarmoq siyosati joriy holat va korpus tezligi, bo'g'inlar holati, oldingi buyruq va istalgan tezlik haqidagi ma'lumotlarni tahlil qilgandan so'ng, zarur yangi bo'g'in holatlarini hisoblaydi.
Siyosat PPO usuli yordamida simulyatorda o'qitildi, avval tekis yuzada, keyin esa notekis relyaflarda domeniyal ravonlashtirish qo'llanildi. Harakat rejimini tanlash alohida yuqori darajadagi rejalashtiruvchi tomonidan amalga oshiriladi, u hudud xaritasi asosida yo'nalishni belgilaydi va qayerda yurish, o'ziga tortinish yoki yuvarlanish yaxshiroq ekanligini hal qiladi.
Turli rejimlar samaradorligi
To'rt oyoqda o'ziga tortinish eng iqtisodiy va barqaror harakatlanish usuli sifatida ko'rinishini bildirdi: MOBIUS ikki oyoqli yurishda 104 joul/metr ga qaraganda, 0,4 m/s gacha tezlikka erishib, metrga taxminan 65 joul sarflaydi. Kamalaklar orqali bosh ustidan yuvarlanish qisqa muddatga 0,7 m/s gacha tezlik olish imkonini beradi, ammo aylanish jarayonida robot o'z yo'nalishini nazorat qilmaydi.
Sinov natijalari va rejalar
Sinovlar davomida MOBIUS o'n marta o'n marta kichik bolalar changaligidan tutqichlardan foydalanib muvaffaqiyatli chiqdi. Bundan tashqari, robot to'rt marta alyuminiy tayoqchaga osilib turish va qo'llar bilan o'ziga tortinishga muvaffaq bo'ldi. Barmoqlardagi tikanlar alyuminiy profilda bo'shliqlarga mahkamlashni ta'minladi, bu robotga yuklanishi 124 nyutondan oshadigan bitta ushlagichda osilib turish imkonini berdi, bu mashinaning o'z og'irligidan ham ortiq. Biroq, robotning joriy versiyasi hududni oldindan belgilashni talab qiladi va ikki oyoqli yurishda past tezlikni namoyish etadi — faqat 0,1 m/s.
Kelajakda ishlab chiquvchilar MOBIUSni vizual tizim ma'lumotlaridan foydalanib, real vaqt rejimida yo'nalishni mustaqil qayta qurishga o'rgatishni va uning to'siqlar mavjud muhitlarda avtonom ishlashini ta'minlashni rejalashtirmoqdalar. Shuningdek, energiya sarfini kamaytirish va robotni amaliy ekspluatatsiya sharoitlariga moslashtirish uchun tuzilmani takomillashtirish rejalashtirilgan.
Robototexnika boshqa misollari
Ba'zi ssenariolarda robotlar oyoqlardagi maxsus vositalarsiz ham devorlarda chiqib borishi mumkin. Bunday qobiliyatning misoli yapon muhandislari tomonidan ishlab chiqilgan to'rt oyoqli KLEIYN robotidir, u ikkita vertikal devor orasida cho'zilishi mumkin.