VIDEO: Hodanje je velika prepreka spasilačkim robotima

Ovogodišnji Darpa Robotics Challenge 2015, odnosno natjecanje humanoidnih robota koji su obavljali razne misije prema scenarijima koji se mogu pojaviti u spasilačkim misijama, donijelo je 2 milijuna dolara južnokorejskom timu Kaist, čiji je dvonožni robot DRC-Hubo postigao najbolje rezultate u savladavanju raznih prepreka.

No usprkos pobjedi, Hubo se pokazao jako nestabilnim u mnogim stvarima (kao i svi drugi roboti na natjecanju), pa je ukazao na to da se još uvijek nalazimo prilično daleko od trenutka kada će se spasilački roboti aktivno uključiti u vatrogasne i spasilačke operativne jedinice.

Jedan od najvećih problema kod svih humanoidnih robota je njihov hod, pa su usprkos velikom tehnološkom napretku u posljednjih nekoliko godina, i dalje vrlo labilni na svojim nogama.

Jessy Grizzle, znanstvenik i inženjer na Sveučilištu Michigan (UM) u Ann Arboru, zaključio je stoga da su robotima potrebni znatno napredniji algoritmi koji će im pružiti ravnotežu potrebnu za spasilačke misije u opasnom okolišu.

On je stoga okupio tim čija uloga je poboljšati hodanje koje bi robote trebalo u potpunosti revolucionizirati.

Postojeći dvonožni roboti temelje se na upravljačkom softveru koji čita podatke sa senzora u vezi raznih značajki terena kojim se kreću. Pored toga, roboti imaju velika stopala kako bi bili stabilniji, a takav dizajn po mišljenju Grizzlea, značajno ograničava njihovu pokretljivost.

On stoga želi radikalno nadograditi "feedback" kontrolne algoritme koji omogućuju robotima stajati, hodati, trčati i prekoračivati prepreke, pa u skladu s tim zahtjevima razvija matematički dizajn za ravnotežu koji će između ostaloga omogućiti robotima brzu transformaciju iz hodanja u trčanje, prekoračivanje, ili neku drugu vrstu hoda.

Njegov tim za testiranje tog softvera koristi robotsku dvonožnu platformu pod nazivom MABEL (slika gore) koja uopće ne koristi senzorski sustav na svojim stopalima, jer prava stopala zapravo ni nema.

Umjesto klasičnih sustava aktuatora i senzora, MABEL svoj hod temelji na novoj generaciji algoritama, koji obrađuju podatke sa senzora robotovih zglobova i potom ih vraćaju nazad u upravljački algoritam koji u realnom vremenu izračunava koji će biti idući korak robota. To se odvija pri svakom koraku, što robotu daje mogućnosti hodanja i trčanja koje su vrlo slične ljudima. Pored toga, Grizzleov pristup uključuje i mogućnost jednostavne prilagodbe algoritma hodanja raznim robotskim platformama, bez obzira na njihovu veličinu, mehaniku, centar ravnoteže, upravljački sustav i druge značajke. 

Aaron Ames, profesor Instituta tehnologije Georgia, prepoznao je Grizzleov pristup kao nešto vrlo obećavajuće, pa je odlučio ugraditi njegov algoritam za hodanje u humanoidnog robota pod nazivom DURUS, kojeg možete vidjeti u ovom videu.

Konačni rezultat te softverske integracije je prema tvrdnjama znanstvenika DURUS robotu omogućio 10 puta veću učinkovitost u hodanju u odnosu na sve dosadašnje hodajuće robote,

"Mislim da ovo predstavlja veliku prekretnicu u transferiranju algoritama za dinamičko hodanje između višestrukih robotskih platformi i realizaciji tih koncepata na naprednim humanoidnim robotima", navodi Ames.

Ukratko rečeno, znanstvenici napuštaju tradicionalni razvoj robotskih platformi koje su se temeljile na osjetljivosti senzora i aktuatorske tehnologije, jer vjeruju da je ključ robotskog hoda u softveru.   

Izvor: National Science Foundation