Японцы представили 16-килограммовую робособаку с открытой архитектурой

Инженеры из Токийского университета разработали четвероногого робота MEVIUS, которого можно собрать из материалов и деталей, доступных для заказа в интернет-магазинах. Робот массой около 16 килограмм имеет металлический корпус и предназначен для исследователей, которым требуется простая, надежная и легко модифицируемая платформа для экспериментов. Исходный код проекта, чертежи и инструкции по сборке доступны в репозитории GitHub. Препринт статьи с описанием проекта размещен на arXiv.org.

Интерес разработчиков к четвероногим роботам связан с их способностью преодолевать препятствия, непроходимые для роботов на колесах, и при этом сохранять устойчивость благодаря четырем точкам опоры. За последние несколько лет на рынке появилось множество коммерческих разработок такого типа. Однако высокая стоимость делает эти платформы малодоступными для многих исследователей и разработчиков, а закрытая архитектура ограничивает возможности модификации.

С другой стороны, многие проекты с открытой архитектурой, такие, например, как Doggo, Solo, PAWDQ в основном представляют собой роботов небольшого размера, в конструкции которых широко применяются пластиковые детали, напечатанные на 3D-принтере. Из-за этого подобные модели слабо приспособлены для испытаний и использования за пределами лаборатории. Поэтому возникает потребность в исследовательской платформе с открытой архитектурой, которая была бы при этом достаточно крупной, прочной и надежной для испытаний не только в помещении.

Такой проект разработали инженеры под руководством Масаюки Инабы (Masayuki Inaba) из Токийского университета. Созданная ими робособака MEVIUS — это прочный металлический робот с простой конструкцией, состоящей из готовых коммерчески доступных компонентов. Всего в роботе 10 типов деталей, не учитывая зеркально-симметричные. Простота упрощает сборку, обслуживание и ремонт, в случае поломки. Проект робота открыт, чертежи и программный код доступны на сайте GitHub.

Основу робота составляет корпус, изготовленный из листового алюминия с помощью сварки. Внутри него размещаются электронные компоненты, включая компьютер Intel NUC, батареи, контроллер и интерфейс CAN-USB. Вычислительный модуль и интерфейс связи находятся в передней части, а в заднем отсеке располагаются аккумуляторы. Ноги робота имеют классическую конструкцию с шарообразными опорами на концах. Каждая из ног состоит из трех основных звеньев: бедра, голени, и соединительного элемента, который крепится к корпусу. Все детали выполнены из алюминия, кроме голени, для которой используется прочный композитный материал POTICON. Каждая нога приводится в движение тремя актуаторами AK70-10 с передаточным числом 10:1.

MEVIUS, при массе около 16 килограмм и длине ног 0,25 метра, получился крупнее и тяжелее большинства других четвероногих роботов с открытой архитектурой. По своим габаритам он ближе к коммерческим роботам типа Mini Cheetah (9 килограмм, 0,2 метра) и ANYmal (30 килограмм, 0,25 метра). Также MEVIUS превосходит всех перечисленных роботов по крутящему моменту приводов. С его 25 ньютон-метрами он уступает только швейцарскому ANYmal, актуаторы которого развивают 40 ньютон-метров.

Для управления MEVIUS используется алгоритм на основе метода обучения с подкреплением, который позволяет учесть задержки связи, обусловленные использованием одноканального интерфейса. Обучение алгоритма происходило в симуляторе IsaacGym, где робот учится ходить по неровной местности. После обучения в симуляции, алгоритм был перенесен на реального робота. В реальных экспериментах MEVIUS успешно передвигался по разным поверхностям, включая неровный пол, наклонную поверхность со ступеньками, траву, а также дорогу с камнями и щебнем.

Похоже проекты существуют и в области разработки двуногих роботов. Например, инженеры из Беркли создали небольшого гуманоидного робота, который, как предполагается, должен стать недорогой исследовательской платформой для тестирования алгоритмов управления.