Робот Гектор учится ходить

Ученые из немецкого университета Билефельда используют подсмотренные у природы технологии. Группа исследователей впервые в мире занялась обучением ходьбе робота. Первые шаги были записаны на видео. Робота назвали Гектор, он выполнен в виде гигантского насекомого.

Ученые надеются, что опыты с Гектором, который представляет собой автономного шестиногого робота, будут интересны не только робототехникам, но и биологам, изучающим особенности передвижения животных.

Большинство шестиногих роботов, как правило, используют для перемещения фиксированный алгоритм, например, с одновременным переносом трех ног, когда другие три используются в качестве устойчивой опоры. Гектор, однако, имеет более «свободную походку». Это означает, что робот использует гибкое управление ногами, что облегчает перемещение в сложных ситуациях, когда каждая нога принимает собственное решение о том, когда и куда двигаться. Исследователи называют это «активной адаптацией позиции при перемещении», которая возможна благодаря применению датчиков. Благодаря им, Гектор способен самостоятельно принимать решения о том, как преодолеть примитивные препятствия в виде, например, деревянной платформы.

В конструкции Гектора используется очень легкий экзоскелет, сделанный из углеродного волокна, армированного пластиком (углепластик). Наряду с многочисленными датчиками и камерами ближнего вида, уникальный робот имеет 18 пассивных электрических соединений, которые имитируют работу мышц.

«Такая эластичность в приводах Гектора сравнима со способом работы мышц в биологических системах», говорит профессор д-р Аксель Шнайдер. «Тем не менее, одной эластичности не достаточно для того, чтобы Гектор мог перемещаться в реальных природных условиях, содержащих препятствия. Задача состоит в том, чтобы разработать систему управления, которая также будет координировать движения ног в сложных условиях».

«Все подсистемы должны взаимодействовать друг с другом для того, чтобы робот мог ходить без каких-либо проблем», — говорит исследователь Jan Paskarbeit. «В противном случае, например, Гектору, возможно, придется одновременно поднять слишком много ног. Из-за чего он становится неустойчивым, и может упасть. Кроме того, ноги должны реагировать на столкновения с препятствиями. Мы решаем эту проблему путем внедрения рефлекса перелезания через препятствия».

Гектор, таким образом, ведет себя скорее как реальное насекомое и сам принимает решения о том, как лучше всего перемещаться в окружающих условиях. Исследователи говорят, что в будущем Гектор также может служить для биологов и робототехников в качестве платформы для проверки гипотез о способах передвижения.

В процессе работ был также создан виртуальный прототип, чтобы проверять предположения без риска повреждения робота. Ученые при этом изучили движение реальных насекомых, чтобы понять механизмы деятельности нервной системы насекомого и создать на их основе жизнеспособные компьютерные модели.

Гектор еще в некотором смысле не завершенный робот, но его создатели говорят, к 2017 году он будет значительно усовершенствован, поскольку является частью крупного проекта по когнитивным технологиям взаимодействия. Исследователи уже создали прототип с двумя боковыми камерами и с двумя тактильными щупальцами, а в настоящее время работают над подключением датчиков дальнего диапазона для «головы» Гектора.