Четвероногий робот забрался на вертикальную лестницу

Японские инженеры создали четвероногого робота, способного ходить по горизонтальным поверхностям и взбираться по абсолютно вертикальным лестницам, причем он самостоятельно распознает поручни лестницы перед собой. Разработка была представлена на конференции IROS 2019, кратко о ней рассказывает IEEE Spectrum.

Ходячие роботы стали популярны среди исследователей благодаря их способности преодолевать препятствия на местности, а также тому, что их элементы и алгоритмы получили сильное развитие в последние годы. Однако такие роботы обычно неспособны справляться с высокими препятствиями, хотя существуют и исключения, например, Atlas и Spot от Boston Dynamics или E2-DR от Honda. Но даже они могут забраться лишь на наклонные лестницы, а не вертикальные. Это связано с тем, что, когда робот взбирается на вертикальную лестницу, его центр тяжести слишком сильно отклоняется назад, и он не может удержаться без крюков или других удерживающих механизмов.

Наоюки Кубота (Naoyuki Kubota) из Токийского столичного университета и его коллеги оснастили четвероногого робота простыми захватами, не мешающими ему при ходьбе, но позволяющими взбираться вверх по вертикальным лестницам и продолжать путь наверху. Робот имеет достаточно сложную конструкцию ног с пятью степенями свободы в каждой. На конце ноги располагаются датчики силы и касания, а также защелка, позволяющая захватывать поручень на лестнице.

Для навигации у робота установлено два лазерных дальномера на спине и четыре времяпролетных камер на голове. Оба типа датчиков напрямую измеряют расстояние, посылая лучи, и измеряя время, через которое отраженные лучи возвращаются к ним. Данные с разных датчиков объединяются в единое облако точек, а алгоритмы машинного обучения самостоятельно распознают поручни лестницы и рассчитывают оптимальные точки захвата.

Стоит отметить, что алгоритмы робота не универсальны и их необходимо отдельно обучать для каждой лестницы, но в будущем авторы планируют исправить этот недостаток. Кроме того, на ролике можно видеть, что запись была многократно ускорена, и на самом деле робот двигается крайне медленно.

При создании роботов, работающих с высокими препятствиями, применяют и другой подход. Он заключается в распределении обязанностей между роботом, эффективно перемещающимся по горизонтальным поверхностям, и дроном, способным взлетать на большую высоту. При этом некоторые инженеры используют дрон как пассивный элемент, способный лишь собирать данные с высоты, а японские разработчики в начале года научили дрон закреплять на высоте трос и помогать роботу забраться на вертикальное препятствие.

Григорий Копиев