Mechaniczna prostota zamiast skomplikowanych napędów
Większość współczesnych robotów mobilnych zdolnych do pokonywania trudnych przeszkód (np. schodów czy krawężników) to maszyny czworonożne lub dwunożne, wymagające do sprawnego działania dwunastu lub więcej stopni swobody (DoF). Oznacza to wysoką złożoność produkcji, większą wagę oraz wyższe ryzyko awarii mechanicznych.
Zespół z RAI podszedł do problemu inaczej, tworząc robota UMV bazującego na układzie przypominającym rower. Maszyna posiada zaledwie pięć aktywnych stopni swobody. Za napęd odpowiada wyłącznie tylne koło, a za kierowanie – przednie. Innowacją jest specjalny mechanizm przegubowy, który łączy ciężką „głowę” robota (zawierającą baterie, układy obliczeniowe i siłowniki) z ramą. Dzięki temu robot może dynamicznie przenosić swój środek ciężkości, co pozwala na skoki, omijanie przeszkód i utrzymywanie balansu.
Sterowanie oparte na symulacjach
Kluczem do stabilności platformy nie są fizyczne podpórki czy koła reakcyjne, lecz zaawansowane algorytmy sterowania. Wszystkie zachowania robota – od jazdy i precyzyjnego balansowania, po pokonywanie przeszkód o wysokości do 1 metra (co stanowi 130% wysokości samej maszyny) – są kontrolowane przez algorytmy uczenia ze wzmocnieniem.
Co istotne z punktu widzenia przyszłych wdrożeń, modele te zostały wytrenowane całkowicie w środowisku wirtualnym, a następnie przeniesione na fizycznego robota bez konieczności dodatkowego dostrajania. Robot potrafi rozwinąć prędkość do 8 m/s, samodzielnie znajdując optymalne rozwiązania ruchowe dla napotkanych przeszkód.
Potencjał wdrożeniowy
Choć projekt UMV znajduje się obecnie w fazie badawczej, jego twórcy jasno określają cel rozwoju technologii. Zespół inżynierów z RAI wykorzystuje masowo równoległe symulacje, aby przygotować system do autonomicznego poruszania się w wysoce nieustrukturyzowanym środowisku.
Docelowo, połączenie dużej prędkości, niewielkich gabarytów i zdolności do samodzielnego pokonywania wysokich przeszkód ma otworzyć drogę do zastosowań komercyjnych. Wymienia się tu m.in. zrobotyzowane dostawy w trudnym terenie oraz realizację zadań inspekcyjnych w zakładach przemysłowych, gdzie standardowe, szersze pojazdy kołowe lub gąsienicowe nie mają możliwości wjazdu.
Źródło: Tech Xplore
