Швейцарські інженери розробили алгоритм управління нестабільним роботом з маніпулятором, здатний одночасно враховувати поточну задачу маніпулятора і балансувати корпус. Розробники продемонстрували роботу алгоритму на прикладі робота, що пересувається на кулі, навчивши його переміщатися в задану точку, навіть при наявності зовнішніх обурень, а також відкривати двері. Присвячена розробці стаття буде опублікована в журналі, а її препринт доступний на arXiv.org.
Багато робіт, наприклад, практично всі колісні, стабільні і не падають при зупинці. Деякі ж мають нестабільну конструкцію і їм необхідно постійно підтримувати баланс. Наприклад, нестабільні багато двоногих роботів. Сама по собі задача балансування в таких роботах досить давно вивчена і вирішена, проте не завжди алгоритми балансування дозволяють одночасно стабілізувати становище робота і виконувати інше завдання за допомогою його рук. А ті алгоритми, які здатні виконувати обидва завдання, роблять це в два окремих етапи, що робить їх слабопримінними в сильно нестабільних роботах, таких як балансуючий на кулі робот Rezero.
Інженери зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха під керівництвом Марко Хюттера (Marco Hutter) розробили алгоритм управління нестабільним роботом, який планує рухи для балансування всього робота і виконання завдання маніпулятора в один етап, що підвищує стабільність і розширює можливості робота. Інженери використовували у своїй роботі робота Rezero, але вони відзначають, що той же принцип управління можна використовувати і в інших динамічно балансуючих роботів, у тому числі людиноподібних. Rezero стоїть на кулі, яка приводиться в рух трьома колесами над ним. У верхній частині встановлено маніпулятор з трьома ступенями свободи.
Розробники написали єдиний алгоритм, який враховує стан всіх базових частин робота (трьох коліс, керуючих кулею, і трьох моторів, що з'єднують сегменти маніпулятора), а також відстежує кутову і лінійну швидкість робота. Алгоритм отримує двоскладові завдання, наприклад, необхідні положення кінця маніпулятора і основи кулі, і в один етап розраховує команди для шести електромоторів у руховій системі і маніпуляторі. При цьому він постійно коригує розрахунки, порівнюючи їх з показаннями датчиків, що дозволяє справлятися із зовнішніми обуреннями, наприклад, від людини.
Раніше ми розповідали про інших нестабільних роботах. Наприклад, нещодавно американські інженери представили автономну версію одноногого робота Salto. Його стабілізація - ще більш складне завдання, тому що він не може стояти на місці і змушений постійно підстрибувати, коригуючи свою траєкторію в короткий момент, коли його нога стосується статі. А британський інженери створив нестабільного робота з чотирма колесами Ілона, що дозволяє йому рухатися в будь-який бік, незважаючи на те, що колеса статично закріплені і не повертаються.