Реализация способности эффективно передвигаться на двух или четырех конечностях является достаточно сложной задачей из области робототехники, которая начала более-менее успешно решаться исследователями лишь в последние несколько лет. Однако, когда дело касается совершения быстрых и динамичных движений, таких, как прыжки и быстрый подъем по лестнице, большинство нынешних роботов не справляются и все заканчивается их падением. Тем не менее, такие движения позволят однажды роботам преодолевать препятствия, передвигаться по сложной местности и проходить туда, куда не смогут попасть роботы на гусеничном или колесном ходу. И поэтому группы исследователей из разных стран упорно продолжают работать над различными видами шагающих роботов.
Основная трудность, с которой сталкиваются исследователи во время таких разработок, заключается в ограниченном наборе доступных аппаратных средств и механических принципов, при помощи которых они пытаются реализовать двигательные системы роботов. В настоящее время на свете имеется лишь небольшая группа роботов, способных к эффективному передвижению на двух или четырех конечностях. Подавляющее большинство из них имеют уникальные конструкции, все детали и узлы которых изготовлены, как говорится, по заказ. Такая сложность механической системы роботов служит своего рода тормозом для разработки программного обеспечения, которое должно действовать с учетом ограничений механики.
Авик Де (Avik De) и Гэвин Кеннеалли (Gavin Kenneally), исследователи из Пенсильванского университета (University of Pennsylvania), проделали достаточно большую работу, пытаясь максимально упростить конструкцию создаваемого ими четвероногого шагающего и прыгающего робота Minitaur. Ключевым моментом его конструкции являются уникальные электродвигатели, использующие некоторые элементы конструкции конечностей робота в качестве своих собственных узлов. Такой подход позволяет выжать из двигателей большую мощность, обеспечить высокий уровень синхронизации их работы и избежать необходимости использования дополнительных датчиков, роль которых выполняют сами электродвигатели.
Использование «прямого» электродвигателя (direct drive) означает, что в конструкции конечностей робота пропадает необходимость использования дополнительных рычагов, редукторов, пружин и других двигателей. Так же конечности робота полностью лишены каких-либо упругих элементов, их роль выполняют сами двигатели, обеспечивающие обратную связь и снабженные быстродействующей системой управления. Это дает возможность регулирования эластичности и упругости конечностей робота исключительно программным путем, для чего не требуются даже простейшие датчики тока.
После первых «показательных выступлений» к роботу Minitaur возник достаточно сильный интерес со стороны различных исследовательских организаций, в том числе и военных. В связи с этим Авик Де и Гэвин Кеннеалли организовали новую компанию Ghost Robotics, специалисты которой занимаются постоянным совершенствованием конструкции робота Minitaur и выпуском небольших партий таких роботов, которые моментально расходятся по своим заказчикам.
А для того, чтобы понять, почему робот Minitaur пользуется достаточно высоким спросом в качестве исследовательской платформы, можно просмотреть приведенный ниже видеоролик и увидеть некоторые из выполняемых им «трюков», на что не способен никакой другой из существующих ныне роботов.
Источник:
