Американские инженеры научили робота-гепарда Cheetah 3 ходить по сложным поверхностям без использования данных с визуальных датчиков или предварительной информации о препятствиях. Благодаря этому робот может, к примеру, подниматься по лестнице, на ступенях которой находится множество посторонних подвижных объектов, рассказывает MIT News. Кроме того, разработчики показали, как робот запрыгивает на препятствие, высота которого в два раза превышает его рост.

Разработчики шагающих роботов, особенно четвероногих, достигли больших успехов как в создании аппаратной части, так и в разработке алгоритмов для ходьбы, бега и поддержания баланса при преодолении препятствий или внешних воздействиях. К примеру, широко известны роботы компании Boston Dynamics, которые не падают, даже когда их толкают ногами. Тем не менее, несмотря на явный прогресс в этой области, четвероногие роботы все еще значительно отстают в эффективности от животных, которыми вдохновлялись инженеры при их создании.

Как правило, такие роботы опираются на лидары или другие визуальные датчики, и создают с их помощью трехмерную карту окружающего пространства, но «зрение» робота может быть затруднено из-за внешних помех. Кроме того, созданная с помощью визуальных датчиков карта местности не учитывает то, что объекты на ней могут сдвинуться, когда робот наступит на них.

Инженеры из Массачусетского технологического института, которые уже несколько лет разрабатывают робота-гепарда Cheetah и в прошлом году представили его третью версию, рассказали о новых алгоритмах для робота, позволяющие ему эффективно передвигаться по сложному рельефу, не используя визуальные данные о нем. Один из алгоритмов создает виртуальную модель, отражающую положение робота относительно пола. Он собирает данные с гироскопов и акселерометров, а также датчиков, отражающих положение сегментов ног. Это позволяет алгоритму планировать движения ног и силы, которые ноги прикладывают после контакта с полом. Поскольку вычисления происходят в реальном времени, робот может адаптироваться к неожиданным изменениям рельефа, к примеру ступеньке лестницы или деревянному бруску, лежащему на пути:

Кроме того, теперь робот каждые 50 миллисекунд вычисляет, как отталкивание ног от пола повлияют на положения робота и его конечностей в течение ближайшей половины секунды. Это прогнозирование позволяет роботу двигаться не только в статичных условиях, но и когда на него оказывается внешнее воздействие, такое как толок в бок. После обнаружения внешней силы робот вычисляет, как именно ему нужно изменить положение ног и с какой силой оттолкнуться, для того, чтобы скомпенсировать воздействие и не упасть.

На видеоролике разработчики показали некоторые возможности робота, о которых было известно ранее, а также некоторые новые. К примеру, роботу удалось запрыгнуть с места на препятствие, высота которого примерно в два раза превышает его рост. Для этого робот применяет динамические движения, отталкиваясь от пола только двумя ногами, а также меняя положение корпуса на конечном этапе.