Išmanioji lazda tvirtai humanoidų eisenai (Video)

Kiekvienas stebėjęs, kaip humanoidai vaikšto realiame pasaulyje – arba mokslininkų kalba, „nestruktūrizuotoje aplinkoje“  – žino, kaip sunku robotui planuoti sudėtingus judesius , balansuoti ant nelygių paviršių arba perlipti nuo vienokio aukščio objekto ant kito.

Keturkojai robotai, pavyzdžiui, Boston Dynamics šunį primenantis BigDog robotas, regis, geriau susitvarko su panašiomis užduotimis, tačiau jie neturi galimybės naudotis rankomis, kad atidarytų duris arba ištrauktų žmogų iš nuolaužų krūvos.

Tiesa, žmonės taip pat kartais susiduria su lygsvaros problemomis – pavyzdžiui, kopdami į kalną ar vaikščiodami ledu. Dažnai jie pasitelkia laiko išbandytą ir patikimą įrankį – vaikščiojimo lazdą.

Stanfordo Universiteto Dirbtinio Intelekto laboratorijos mokslininkas, Shuyun Chung’as teigė, jog stengiantis robotus padaryti panašius į žmones, buvo ignoruojamas svarbus faktas – kada žmonės susiduria su savo limitais, jie papildo savo gebėjimus, pasitelkdami pagalbinių įrankių įvairovę.

„Turbūt pats naudingiausias įrankis – tai vaikščiojimo lazda, kuri pagerina atramą, leidžia geriau paskirstyti svorį, o taip pat gali būti kaip patikrinimo prietaisas sužinoti, ar kiti planuojami žingsniai bus stabilūs,“ – pasakojo mokslininkas.

Stanfordo Universiteto tyrėjai kuria robotinę platformą, kurią jie vadina SupraPed. Ši sistema naudojasi „išmaniosiomis lazdomis“, kurios primena vaikščiojimo lazdas, ir yra skirta geresniam pusiausvyros palaikymui ant nelygių paviršių.

Katastrofų vietose SupraPed gali naudoti lazdą, kad ištirtų šalia esančią aplinką, padidintų judesių galimybes ar net perteikti lietimo gebėjimą už atstumo esančiam ir robotą prižiūrinčiam žmogui, kad šis galėtų pagelbėti humanoidui toliau planuoti savo judesius.

Išmanioji lazda – tai ne paprastas pagalys. Ji aprūpinat 3D matymo galimybe, taktiniais jutikliais, kurie gali fiksuoti vietovės topografinius ir medžiagų trinties duomenis. Lazdos savybė palaikyti svorį, taip pat kitos funkcijos itin praverčia planuojant roboto judesius.

Taip pat kaip mes, žmonės, galime lazda pabaksnoti akmenį ir patikrinti ar jis stabilus, prieš šokdami per upelį, lygiai taip pat ir SupraPed gali patikrinti žemę, prieš žengiant žingsnį

Tačiau SupraPed robotinė sistema ir aprūpinimas ja kitus robotus, nėra paprasčiausias kompiuterizuoto pagalio padavimas robotui. Stanfordo mokslininkų komandai reikėjo sukurti naują algoritmų ir kontrolės mechanizmų paketą, leidžiantį robotui inkorporuoti ir kontroliuoti lazdą.

Vienas iš iššūkių, su kuriais susidūrė mokslininkai, buvo roboto judėjimo metu kintančio masės centro subalansavimas. Tai sudėtinga užduotis, ypač ant nelygių paviršių.

Prieš sukurdami realų šios robotinės sistemos prototipą, tyrėjai pirma atliko eilę kompiuterinių SupraPed simuliacijų laboratorijoje. Simuliacijose buvo bandomi SupraPed judėjimo gebėjimai sudėtingomis aplinkos sąlygomis – robotas lipo per griuvėsių kalnus – ir tikrino, kaip robotas reaguoja į jo kelyje susidariusias kliūtis.

Kiekvienoje simuliacijoje, robotas lazda pabaksnoja jo priekyje esančius objektus ir patikriną jų stabilumą, lyg patyręs žygeivis, ir tik tada žengia žingsnį neprarasdamas pusiausvyros. Stanfordo komandos išrastas algoritmas, simuliacijų metu beveik visada puikiai susidorojo su kliūtimis.

Komanda pristatė savo darbą IEEE Tarptautinėje Robotikos ir Automatikos Konferencijoje. Tyrėjai juda į priekį. Buvo pagamintas pirmasis išmaniosios lazdos prototipas ir šiuo metu jis bandomos laboratorijos sąlygomis. Tyrėjai viliasi, jog vieną dieną šią teleskopinę lazdą bus galima pritaikyti bet kuriam žmogaus dydžio humanoidiniui robotui.

„Nors pavojingomis sąlygomis veikiantys paieškos ir gelbėjimo robotai per pastarąjį dešimtmetį padarė milžinišką pažangą, mes tikime, jog SupraPed suteiks visai kitą mobilumo ir veiksnumo lygį robotams humanoidams,“ – teigė Chung’as.

SupraPed taip pat yra vienas iš ateities pranašų, kurioje robotai, kaip ir žmonės, naudosis įrankiais, praplečiančiais jų gebėjimus.

https://www.youtube.com/watch?v=tB3TYHY4R1g

Parengta pagal National Science Foundation informaciją