Исследователи из Технологического института Toyota (TTI) в Нагое, Япония, продемонстрировали, как их одноногий робот может стоять, прыгать и сохранять равновесие на наклонных или неустойчивых поверхностях. Учёными предлагается более дешевый способ создания двуногих ботов и самобалансирующихся экзоскелетов.
Сообщается, что они разработали своего робота, получившего название TTI Hopper, с использованием простых двигателей и механизмов менее чем за 1000 долларов, а затем создали алгоритм, который компенсирует ограниченные возможности этих компонентов.
“В робототехнике мы иногда используем гидравлику, потому что роботы могут приводиться в действие быстро, — рассказывает Баркан Угурлу, который в настоящее время работает в Университете Озегин в Стамбуле, Турция. – Или электроприводы, которые имеют специальное пружинное устройство или тензометрический датчик для измерения внутренних усилий. Вместо этого мы использовали двигатели постоянного тока с шестернями. Мы измеряем только угол соединения, и использовали только один очень недорогой датчик силы на ноге”.
Известно, что алгоритм заставляет суставы поддаваться, когда необходимо амортизировать удары, и укрепляет их, когда роботу приходится выпрямляться или отталкиваться во время бега, позволяя ему оставаться в вертикальном положении даже в сложных обстоятельствах, таких как наклонная поверхность, которая внезапно переходит в горизонтальное положение.
Полученная в результате “способность адаптации к местности” не нова, по мнению Угурлу, но ему и его коллегам удалось математически доказать, что их алгоритм гарантировал устойчивость робота, учитывая наклон и движение поверхности во время их экспериментов. Они сделали это, рассчитав вертикальные и горизонтальные силы от двигателей и силы тяжести, которые алгоритм будет генерировать на ноге. Например, они обнаружили, что робот должен оставаться стабильным до наклона 9 градусов.
“Если, например, вы сделаете ногу слишком слабой, она начнет вибрировать, даже если ее не беспокоить, — делится учёный. – Мы с самого начала знаем, каковы безопасные настройки”.
Отмечается, что Угурлу сейчас работает над использованием алгоритма в двуногом экзоскелете для людей, которые потеряли способность пользоваться ногами.
“Коммерчески доступные экзоскелеты не обладают способностью к самобалансировке, — говорит он. – Они двигают вашими ногами, но для равновесия пациенту приходится задействовать верхнюю часть тела с помощью костылей. Моя идея состоит в том, чтобы использовать способность к адаптации к местности, чтобы избавиться от костылей”.
