Robots bípedos dominan la marcha dinámica sobre escalones
Si se espera que los robots bípedos lleven a cabo con éxito las tareas previstas de búsqueda y rescate y socorro en casos de desastre, entonces los científicos e ingenieros tendrán que observar los pasos de los robots. Está integrado en la situación de que los robots bípedos tendrán que mover la operación sin tropezar y caer en un terreno peligroso.
escribiendo en Espectro IEEE este mes, dos investigadores en la vanguardia de la investigación de la marcha bípeda nos dan una idea de cómo es realmente el desafío de hacer que los robots caminen en terrenos difíciles donde deben subir, bajar y mantener el equilibrio, sin falta.
No se equivoquen, agregaron, el desafío sigue siendo real. “Los robots de última generación actuales son lentos con movimientos casi estáticos, no son resistentes a las perturbaciones inesperadas y son ineficientes en términos de uso de energía”.
Ayush Agrawal y Quan Nguyen son de UC Berkeley y Carnegie Mellon. Explicaron por qué es difícil. Escribieron, “diseñar algoritmos de control que puedan manejar puntos de apoyo discretos (como escombros o peldaños) es un desafío, porque existen restricciones estrictas en la colocación de los pies que no se pueden violar y el movimiento de estos sistemas se rige por ecuaciones dinámicas complejas”.
También comentaron cómo los robots logran moverse. “Además, estos robots no ‘saben’ cómo será el terreno antes de tiempo; solo se muestra al robot la ubicación del siguiente paso, un escenario que representa de cerca lo que un robot podría encontrar en el mundo real”.
Los dos y su Grupo de Robótica Híbrida en UC Berkeley y el equipo de CMU parecen estar en los próximos pasos en “sistemas de control óptimos y no lineales”.
Según el resumen de Luke Dormehl, Tendencias digitales: Un equipo de investigadores de la Universidad de California, Berkeley y la Universidad Carnegie Mellon, incluidos el profesor Koushil Sreenath, Ayush Agrawal y Quan Nguyen, han desarrollado algoritmos de control que permiten que un robot ATRIAS camine de forma dinámica y rápida sobre un terreno aleatorio de peldaños. .
El documento “Caminar dinámico en terrenos discretos que varían aleatoriamente con vista previa de un paso” explora la “optimización periódica de la marcha en dos pasos”. Permite al equipo manejar un amplio cambio en la ubicación de los pasos de un robot.
Los dos dijeron que han estado trabajando en “desarrollar marcos de control formales para robots bípedos de alto grado de libertad que no solo garantizan la colocación precisa de los pasos en un terreno discreto, sino que también son robustos para modelar incertidumbres y fuerzas externas”.
El equipo usó un robot bípedo subactuado (sin actuadores en el tobillo, solo pies de punto fijo) en diferentes tipos de terreno. Esta es una elección práctica del robot ATRIAS, ya que los robots pueden probar la locomoción.
La página del sitio de ATRIAS llama la atención sobre el mecanismo de las patas de fibra de carbono como liviano y que suaviza cada pisada en lugar de enviar grandes sacudidas al cuerpo.
Con el respaldo de algunas “matemáticas ordenadas”, Agrawal y Nguyen dijeron que sus robots pueden caminar sobre terrenos discretos sin resbalarse ni caerse.
Los robots logran los movimientos correctos al subir y bajar de los peldaños. Han podido lograr una “colocación precisa de los pasos sobre los peldaños”, dijo Agarwahl. Tendencias digitales“con diferentes longitudes y alturas de paso, en un robot bípedo a escala humana”.
Agarwahl y Nguyen declararon en Espectro IEEE que “Creemos que esta es la primera vez que se demuestra con éxito en un robot bípedo el caminar dinámico sobre peldaños con variación simultánea en la longitud y la altura del paso”.
¿Que sigue?
Los robots actualmente están “ciegos”, dijo John Biggs en TechCrunch; los investigadores buscarán combinar este trabajo con la investigación de visión por computadora.
“Con un nuevo robot, Cassie, que pronto llegará a Berkeley”, dijeron los dos en Espectro IEEE“planeamos extender nuestros resultados experimentales a caminar en 3D sobre peldaños del mundo real”.
