Человекоподобный робот Digit стал автономным
Компания Agility Robotics научила человекоподобного ходячего робота Digit полностью автономной работе: теперь он самостоятельно составляет карту окружающей среды и ходит по заданному маршруту, избегая препятствий на пути. Ролик с испытаниями робота опубликован на YouTube-канале компании.
Digit — это человекоподобный робот с двумя руками и ногами, разработанный на базе более раннего двуногого робота Cassie, у которого не было рук и корпуса. По своей конструкции он менее похож на человека, чем, к примеру, Atlas от Boston Dynamics, потому что его ноги выгнуты коленями назад, а не вперед. Тем не менее, это все равно двуногий робот, использующий динамический тип ходьбы, как и люди. В 2020 году он поступил в продажу.
На протяжении последних двух лет компания демонстрировала примеры работы Digit, в основном касающиеся его умений хватать и носить грузы, а также некоторые элементы автономности. Но, несмотря на частично автономную работу, в этих испытаниях операторам все равно приходилось самим управлять маршрутом робота и ходьбой.
В конце марта 2021 года Agility Robotics опубликовала ролик, в котором показала полностью автономную ходьбу робота на лужайке возле офиса компании.
Перед началом испытаний инженеры задали роботу маршрут в виде GPS-меток, выстроенных в логотип компании. После того как маршрут запустили, робот стал идти по нему полностью самостоятельно. За глобальную навигацию отвечает приемник GPS, локальная 3D-карта местности строится по данным с камеры глубины, а за обнаружение препятствий, особенно далеких, отвечает лидар на месте головы робота.
На врезе в правой части ролика можно видеть локальную карту поверхности, которую строит робот, круги, обозначающие точки спутниковой карты, и препятствия: в конце ролика справа от робота можно заметить облако точек в месте, в котором стоит оператор.
Аналогичную связку из лидара и камеры глубины использует человекоподобный Atlas от Boston Dynamics. Его разработчики в основном сконцентрированы не на навигации и обычной ходьбе, а на наделении его ловкостью на уровне человека или даже выше. Они уже показывали, как Atlas кувыркается, танцует и занимается паркуром. Atlas уже несколько лет остается на стадии разработки, в отличие от четвероногого Spot, но известно, что Hyundai, купившая Boston Dynamics, планирует заниматься человекоподобными роботами в будущем.
Григорий Копиев
Гексакоптер оснащен двумя взлетно-посадочными платформами для квадрокоптеров
Инженеры из Сколтеха разработали гибридный гексакоптер MorphoLander, который выступает в роли передвижного аэродрома для дронов меньшего размера. MorphoLander не только летает, но и может ходить по неровной поверхности при помощи четырех ног. В верхней части корпуса расположены две взлетно-посадочные платформы для микродонов. Дрон может пригодиться для инспекции объектов и поиска пострадавших во время стихийных бедствий, говорится в препринте на arXiv.org. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Дроны отлично подходят для выполнения задач поиска, инспекции и мониторинга, но потребляют много энергии и не могут долго находиться в полете. Одним из способов преодолеть это ограничение стала разработка дронов гибридной конструкции, которые могут не только летать, но и передвигаться по земле, например, с помощью колес или ног. Несмотря на то, что такой подход позволяет продлить время работы за счет менее энергозатратного способа передвижения по поверхности, продолжительность полета гибрида и его эффективность часто снижается из-за дополнительного веса. Инженеры под руководством Дмитрия Тетерюкова (Dzmitry Tsetserukou) из Сколтеха предложили использовать громоздкий дрон в качестве носителя для дронов поменьше. Тогда большой дрон выступает в роли передвижного «улья», который в нужный момент выпускает рой маленьких дронов, способных более эффективно выполнить задачу на большой территории за счет совместной работы. Разработанный прототип под названием MorphoLander представляет собой гексакоптер с четырьмя ногами, каждая из которых имеет три степени свободы. С их помощью дрон может передвигаться по неровной поверхности. Масса гибрида немного больше 10 килограмм. Встроенного аккумулятора хватает на 12 минут полета. Сверху на корпусе закреплены две посадочные платформы диаметром 20 сантиметров, на которые могут садиться микродроны. Чтобы микродронам (инженеры использовали Crazyflie 2.1 массой 27 грамм) было проще садиться на MorphoLander, материнский дрон с помощью алгоритма стабилизации старается удерживать горизонтальное положение платформ, подстраивая высоту ног под неровности поверхности. Посадка микродронов происходит под управлением алгоритма машинного обучения, его обучение с подкреплением проходило в симуляторе на платформе игрового движка Unity, который позволяет имитировать физику, с использованием пакета машинного обучения Unity ML Agents. Обученный алгоритм посадки затем испытали в трех сценариях с участием реальных дронов. В первом два микродрона должны были взлетать с расстояния полутора метров от MorphoLander и затем садиться на его платформы. Среднее значение отклонения от центра платформы в этом сценарии составило всего около 5,5 миллиметра. Во втором сценарии микродроны должны были садиться на материнский дрон, стоящий на неровной поверхности. В этом случае ошибка возросла и составила 25 миллиметров. Третий сценарий имитировал реальное применение: микродроны взлетали с платформ, в то время как MorphoLander отходил от места взлета на некоторое расстояние, после чего микродроны должны были сесть обратно. Среднее значение отклонения от центра 20-сантиметровой платформы составило 35 миллиметров. В будущем инженеры планируют увеличить точность и устойчивость алгоритма управления микродронами за счет контроля тяги отдельных винтов. https://www.youtube.com/watch?v=fV8_Ejy81s8&t=1s Совместная работа помогает роботам справляться с более трудными задачами. К примеру японские инженеры разработали систему из работающих в паре дрона и наземного робота. Они соединены друг с другом тросом, что позволяет наземного дрону взбираться на более крутые подъемы. Для этого дрон закрепляет трос на вершине, после чего наземный робот натягивает его с помощью лебедки и поднимается наверх.
