Świeże spojrzenie na dynamikę robotów

Czworonożne zwierzęta, które zaczynają chodzić i stopniowo nabierają prędkości w pewnym momencie automatycznie przechodzą w kłus. Dzieje się tak, ponieważ wymagane jest od nich więcej energii, aby nie zmieniać sposobu poruszania się. Ta korelacja została odkryta ponad 40 lat temu. Profesor Alin Albu-Schäffer z Uniwersytetu Technicznego w Monachium z powodzeniem przeniósł tę zasadę na dynamikę robotów.

Eksperci używają terminu „dynamika wewnętrzna" w odniesieniu do sposobu, w jaki ludzie i zwierzęta wykonują energooszczędne ruchy. Na przykład dostosowują one sztywność swoich mięśni, gdy chodzą po sztywniejszej powierzchni. Te wewnętrzne adaptacje, które zachodzą automatycznie, są trudne do zidentyfikowania u ludzi i złożonych systemów robotycznych. Jednak nowe narzędzie opracowane przez zespół kierowany przez profesora Schäffera sprawia, że jest to możliwe. Po raz pierwszy udało mu się uczynić te wewnętrzne i wysoce wydajne ruchy możliwymi do obliczenia. Umożliwia ono ustalenie, które kombinacje są optymalne pod kątem wykonywanej pracy.

Ważnym obiektem testowym w badaniach zespołu jest czworonożny robot BERT, który został zaprojektowany przez samego Schäffera. Badania, które skupiają się na efektywnym i wszechstronnym poruszaniu się zostały opublikowane w PLOS Computational Biology.

Naukowcy zidentyfikowali sześć wzorców ruchu robota, które opisywane są jako wyjątkowo niewymagające wysiłku i które nie wymagałyby żadnej energii, gdyby nie istniało tarcie. Niektóre odpowiadają znanym sposobom poruszania się czworonogów, takich jak chód, kłus lub podskoki.

- Potwierdziliśmy w ten sposób hipotezę o tym, że efektywne chody można realizować, wykorzystując naturalne wzorce oscylacji - wyjaśnił naukowiec - Aby realizować optymalne ruchy w naturalnym systemie z tarciem, zapewniono sterowany komputerowo regulator, który dostarcza impulsy we właściwym momencie.

Sukces został potwierdzony w ramach wyścigu między trzema modelami BERT. Robot, który został zaprogramowany dzięki nowej metodzie ma tendencję do skakania i poruszania się znacznie szybciej i dynamiczniej niż jego odpowiedniki oparte na bardziej konwencjonalnych wzorcach ruchu.

(rr)