Двуногий робот научился взлетать и висеть в воздухе
Китайские инженеры научили двуногого робота Jet-HR2 подниматься в воздух и зависать на одном месте, используя вентиляторы в стопах. Запись испытаний опубликована на YouTube-канале лаборатории.
Человекоподобные и другие шагающие роботы считаются самым проходимым видом роботов, что, например, не первый год демонстрирует Boston Dynamics со своим Atlas. Но и их возможности не бесконечны — они как минимум ограничены длиной и высотой шага. Отдельные группы инженеров работают над созданием двуногих роботов, способных в случае необходимости перелетать препятствия и возвращаться обратно к энергоэффективной ходьбе. В частности, этим занимаются инженеры из Гуандунского технологического института. Изначально они создали двуногого робота Jet-HR1, который умел лишь перешагивать через проемы, поддерживая ногу в воздухе вентиляторами, а затем начали учить его именно полноценному полету.
Внешне робот представляет собой две ноги, соединенные сверху, но без туловища. У робота есть четыре вентилятора: по одному в стопах и еще два на уровне пояса. Летом 2021 года разработчики впервые показали, как он отрывается от земли, но на тот момент в нем использовались простые алгоритмы управления тягой, которых было недостаточно для нормального полета. Из-за этого робот не мог зависнуть на одном месте и его приходилось держать руками.
В новом ролике инженеры продемонстрировали прогресс в разработке алгоритма управления полетом — теперь робот способен взлететь и зависнуть на одном месте.
Несмотря на то, что при зависании над полом робот немного смещается в ту или иную сторону, в целом полет можно назвать стабильным. Разработчики показали два успешных испытания, в которых робот провисел в воздухе по примерно 25 секунд, и одно неудачное, при котором тяга оказалась слишком высокой и он улетел почти до потолка, после чего его двигатели пришлось отключить. Один из инженеров сумел поймать падающего робота и тот, судя по всему, не получил повреждений.
В конце прошлого года другая группа инженеров показала управляемый полет двуногого робота, во время которого он облетел лестницу и перешел обратно на шаг. Также двуногого летающего робота уже не первый год создают в Итальянском институте технологий. Он, в отличие от двух своих аналогов, оснащен не электродвигателями с винтами, а реактивными двигателями в руках. Разработчики этого проекта уже собрали робота и испытали его на земле, но пока не продемонстрировали взлет.
Григорий Копиев
И реагировать на них движениями
Американские инженеры связали на автоматическом станке свитеры для роботов, которые помогают ощущать прикосновения с помощью вшитых датчиков нажима. Свитеры пригодятся, чтобы управлять движениями роботов на производстве. Работа доступна на arXiv.org. Для работы на производстве с людьми, роботам нужно быть очень осторожными, чтобы случайно не травмировать человека. Есть разные способы сделать роботов безопасными, например прикреплять к ним мягкие подушки. Другая идея — научить роботов быстро определять контакт и отодвигаться от человека. В отличие от людей, у роботов нет кожи, но для них можно сделать другую систему для распознавания ощущений из жестких или эластичных материалов, или даже одежду из текстиля, если встроить в нее датчики прикосновений. Одежду можно быстро изготавливать на ткацком станке в промышленных масштабах, и надевать на роботов разных форм и размеров. Группа инженеров из Университета Карнеги под руководством Джеймса МакКанна (James McCann) и Ян Вэньчжэня (Yuan Wenzhen) создала свитеры для роботов, которые могут надежно определять прикосновения. По словам авторов, обычно у текстильных сенсоров есть проблема: они быстро деформируются и перестают надежно работать. Исследователи попробовали с этим справиться, связав свитеры из трех слоев пряжи. Верхний и нижний слой сделаны из обычного нейлона, на котором чередуются широкие и узкие полосы. Широкие полосы сотканы из полиэстеровой металлизированной пряжи, которая хорошо проводит электричество, а узкие полосы изолятора сделаны из акрила. Средний слой — это сетка из района (искусственного шелка). Чем она тоньше, тем выше чувствительность свитера к легким прикосновениям, и наоборот — плотный средний слой подходит для сильных нажатий. Слои ткани с помощью пуговиц с проводами соединяются с устройством для считывания сопротивления, и вместе с ним превращаются в электронную схему. Когда кто-то дотрагивается до свитера, верхний и нижний слои ткани соприкасаются через отверстия в районовой сетке, и сопротивление в системе уменьшается. По сопротивлению можно определить силу нажатия. Инженеры протестировали, насколько надежно устройство определяет силу и место контакта со свитером. Первая серия экспериментов проверяла, как эффективность сенсоров меняется со временем. Эксперименты включали 42 секунды контакта с сенсорами по 20-30 раз на протяжении 4 дней. Авторы не приводят точные цифры результатов, но утверждают что сенсоры показывали стабильные результаты по определению места контакта все 4 дня, с небольшими погрешностями в конце эксперимента. Также исследователи протестировали точность сенсоров на плоской и изогнутой поверхности. На плоской поверхности по сопротивлению датчиков можно было точно определить силу нажатия. На изогнутой поверхности корреляция между сопротивлением и силой нажатия сохранилась, но выросло ее стандартное отклонение. Таким образом, сложность поверхности негативно повлияла на точность определения нажатия. Наконец, инженеры проверили эффективность чувствительных свитеров на роботах. Они надели свитер на робота Kuri, который должен был повернуть голову в ответ на прикосновение. В будущем технологию RobotSweater можно использовать, чтобы обучать роботов: например, похлопать по плечу в качестве похвалы. Пока инженеры показали, как свитеры могут пригодиться на производстве: например, промышленный робот в свитере останавливается и меняет направление движения в ответ на прикосновения. https://www.youtube.com/watch?v=YGUV1dHuCRc Прикосновения может определять не только одежда для роботов, но и искусственная кожа, которую разработала группа ученых из Стэнфордского университета. Пока кожу испытали на крысах, но авторы планируют в будущем встроить ее в человеческие протезы, чтобы улучшить их чувствительность.