Hyundai показала прототип ходячего робота с колесами
Компания Hyundai представила прототип ходяче-колесного робота TIGER X-1 для доставки и исследований на пересеченной местности. В обычном режиме он ездит на колесах, но для преодоления препятствий может перейти на режим шагохода.
В основном в роботах для движения используются колеса — эффективный и простой в управлении механизм. Он позволяет быстро передвигаться по дорогам, затрачивая мало энергии. Но для пересеченной местности колеса либо не годятся вовсе, либо требуют наличия сложной подвески с большим ходом, поэтому для таких мест легче применять ходячих или гусеничных роботов. Существуют также экспериментальные роботы, совмещающие в себе ноги и колеса, но пока они разрабатываются лишь в качестве научных проектов.
Hyundai в 2019 году представила концепт шагающего роботизированного транспорта, совмещающего в себе ноги и колеса на их концах, и благодаря этому способного ездить как по дорогам, так и по горам или другой сложной местности:
Пока большой транспорт остается концептом, но теперь компания представила его уменьшенную версию для перевозки грузов и показала работающий прототип. Уменьшенный робот получил название TIGER X-1 (Transforming Intelligent Ground Excursion Robot, X — экспериментальный). В целом его конструкция похожа на большого предшественника: у него есть четыре ноги с колесами на концах, собранные в единую платформу, на которую можно устанавливать различные варианты кабины. Разработчики предполагают, что в основном он будет применяться для перевозки грузов, но также его можно превратить в платформу для исследований в дикой природе.
Также вместе с роботом компания показала беспилотный летательный аппарат, который сможет перемещать робота в нужное место, но пока это лишь рендер, а не рабочий прототип.
Прототип ходяче-колесного робота имеет размер 50×30×18 сантиметров. Каждая нога состоит из трех сегментов и колеса, всего у нее есть шесть степеней свободы. Инженеры показали, что робот может преодолевать большие подъемы, поднимая передние ноги и проезжая вперед, а также двигаться по неровной местности с препятствиями разной высоты под каждой ногой. Кроме того, поскольку все колеса установлены на поворотном механизме, робот может ехать не только вперед, но и вбок или разворачиваться на месте.
Пока компания не говорит, когда этот робот или его будущие версии поступят в продажу, а также не рассказывает подробности о беспилотнике. Она также отметила, что разработке прототипа не участвовали коллеги из Boston Dynamics, которую Hyundai решила купить в декабре. Тем не менее, учитывая большой опыт Boston Dynamics в разработке шагающих и колесных роботов, можно предположить, что в будущем часть ее наработок будет использована в этом проекте.
Григорий Копиев
Алгоритм уменьшает время простоя на 78 процентов
Инженеры из Японии создали алгоритм машинного обучения, который автоматически стимулирует таракана-киборга больше двигаться и не позволяет ему долго оставаться в одном месте. Движение таракана контролируется с помощью электроимпульсов, генерируемых рюкзачком с системой дистанционного управления. Алгоритм увеличил на 70 процентов среднюю дистанцию, пройденную киборгом, и снизил время простоя таракана на 78 процентов. Статья опубликована в Cyborg and Bionic Systems. Миниатюрные роботы могут пригодиться в самых разных сферах: от ремонта авиационных двигателей до поиска выживших под завалами. Однако из-за недостаточной развитости компактной компонентной базы, в особенности актуаторов и источников питания, это все еще сложная инженерная задача, и большинство проектов остаются на уровне лабораторных прототипов. Одно из альтернативных решений состоит в использовании живых организмов, например, тараканов или даже летающих насекомых, которые уже обладают способностью к эффективному передвижению. В их организм внедряют электроды, через которые подключаются электронные модули, контролирующие перемещения насекомого за счет электростимуляции. Однако насекомые-киборги не полностью контролируются электронными системами. Они сохраняют свои особенности поведения, которые могут ограничивать их перемещение. Например, мадагаскарские свистящие тараканы, которые часто используются в экспериментах, склонны к снижению активности в ярко освещенных областях и при недостаточно высокой температуре. Кроме того, они предпочитают бегать вдоль стен, а не по открытым пространствам. Это приводит к сложностям в использовании насекомых-киборгов и требует оптимизации стимулирующих сигналов управления. Группа инженеров под руководством Кейсуке Морисима (Keisuke Morishima) из Университета Осаки внедрила в систему управления тараканом-киборгом алгоритм машинного обучения, который позволяет автоматически стимулировать передвижение насекомого, чтобы оно не оставалось на одном месте. Так же, как и предыдущие исследователи, инженеры использовали особь мадагаскарского шипящего таракана из-за его больших размеров, достигающих семи сантиметров. Для передачи стимулирующих сигналов в усикообразные органы в задней части таракана (церки) были имплантированы платиновые электроды, соединенные медными проводами с приклеенным на спину насекомого шестиграммовым рюкзачком с электронными компонентами. Данные о движении насекомого получают с помощью встроенного в рюкзак инерционного измерительного модуля, который с помощью акселерометра и гироскопа определяет текущие линейное ускорение и угловую скорость таракана. Эта информация по беспроводному каналу связи передается на персональный компьютер на вход алгоритма машинного обучения. Из данных, разбитых на окна по 1,5 секунды, извлекаются признаки, которые затем поступают на вход классификатора, определяющего двигается насекомое или нет. В случае, если таракан остается неподвижным дольше заданного времени, на его церки подаются электрические импульсы. Наиболее эффективным алгоритмом классификации в представленной задаче оказался метод опорных векторов. Для экспериментов инженеры построили арену в форме окружности, над которой разместили камеру для отслеживания реального положения насекомого. Без дополнительной электростимуляции три таракана, использованные в тестах, стремились оставаться в периферийной области у стен арены и избегали открытого пространства большую часть времени. Использование алгоритма и электростимуляции позволило снизить время простоя в среднем на 78 процентов, а время поиска пройденную дистанцию увеличить на 68 и 70 процентов соответственно. При этом среднее время электростимуляции для всех тараканов составило всего 3,4 секунды. Таким образом алгоритм позволяет снизить количество сигналов электростимуляции и тем самым предотвратить утомление животного. Ранее мы рассказывали про американских инженеров, которые разработали носимую поворотную монохромную камеру для жуков и микророботов. Благодаря ее небольшой массе, которая составляет менее четверти грамма, насекомые с ней могут свободно двигаться и балансировать.