В прошлый раз, когда мы рассказывали о роботе-гепарде, разрабатываемом специалистами Массачусетского технологического института, этот робот уже мог самостоятельно и безо всякой привязи передвигаться по покрытой травой лужайке со скоростью до 16 километров в час и подпрыгивать на высоту около 35 сантиметров. С того времени конструкция робота была подвергнута ряду модификаций, робот получил систему лазерного сканирования LIDAR и специальные программные алгоритмы, которые позволяют ему во время движения обнаруживать препятствия на пути и перепрыгивать через них, подобно живому гепарду.

Напомним нашим читателям, что разработка робота-гепарда ведется в Массачусетском технологическом институте уже несколько лет. И целью создания этого робота является реализация самого эффективного способа передвижения, которым обладает самое быстрое животное на всем земном шаре. Это не единственный робот-гепард на белом свете, подобные роботы были созданы специалистами Управления перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA и известной робототехнической компании Boston Dynamics.

Получив в свое распоряжение лазерный сканер, который постоянно сканирует окружающее пространство, робот-гепард постоянно имеет информацию касательно препятствий, которые встретятся на его пути. Эта информация, пропущенная через обработку специализированными алгоритмами, позволяет системе управления роботом рассчитать темп, силу, скорость и последовательность шагов, выполнив которые робот сможет перепрыгнуть через препятствие.

Первая часть алгоритма служит для определения наличия препятствия, его размеров и расстояния до него. Вторая часть алгоритма позволяет определить наилучшее положение, из которого можно совершить прыжок и благополучно преодолеть препятствие. Эти алгоритмы работают один раз за 100 миллисекунд, динамически управляя движением робота и рассчитывая и подстраивая каждый следующий шаг по мере выполнения текущего шага.

Третья часть алгоритма, учитывая высоту препятствия, скорость движения робота и некоторые другие величины, занимается расчетами оптимальной точки и траектории «подскока». На основе этих данных рассчитываются усилия и мощности, которые необходимо подвести к электрическим приводам конечностей робота.

Во время «прыжковых» испытаний робот-гепард, бегущий со скоростью 8 километров в час и привязанный страховочным тросом смог перепрыгивать препятствия, высотой 45 сантиметров. При этом, количество успешных прыжков составило порядка 70 процентов. Но как только робота переместили в более просторное помещение, где у него было больше пространства для маневров, и освободили от привязи, количество успешных прыжков сразу выросло до 90 процентов.

«Прыжок с разбега — это действительно динамичное движение» — рассказывает Сэнгбэ Ким (Sangbae Kim), профессор из Массачусетского технологического института, — «Во время такого движения требуется очень точное управление балансом, энергией, а после прыжка требуется учет удара об поверхность и инерции. И система нашего робота успешно справляется с решением всех этих не самых простых задач».

В ближайшем времени исследователи будут работать над очередной модернизацией робота для того, чтобы он смог совершать прыжки не только на твердой поверхности, но и на мягкой, такой, как покрытая травой земля лужайки. И эта модернизация будет готова к июню, когда команда Массачусетского технологического института будет демонстрировать своего робота на соревновании DARPA Robotics Challenge.