Pleurobot – робот-саламандра, весьма точно копирующий своего живого прототипа

IT новости на Учитель программирования Ру
Достаточно просто сделать робота, который похож на какое-нибудь животное, но для того, чтобы заставить этого робота вести себя и действовать подобно этому животному, придется приложить немало усилий. Наглядной демонстрацией этому утверждению является работа исследователей-робототехников из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL), возглавляемых профессором Ок Ян Иджспирт (Prof. Auke Jan Ijspeert). Эта группа работала более десятилетия, используя саламандру в качестве модели, и их робот Pleurobot очень похож на свой прототип, вплоть до самых мельчайших тонкостей его поведения.

Ключом к разработке робота Pleurobot и его “живых” движений стали данные, собранные в ходе трехмерной рентгеновской съемки движения отдельных частей тела и скелета реальной саламандры при ее движении по суше и плавании. Собирая данные, ученые отслеживали движения 64 точек скелета, мышц и поверхности этого земноводного существа, записывая это все с высокой точностью. Позже эти данные были использованы в расчетах активных и пассивных суставов, необходимых конструкции робота для того, чтобы максимально точно в трех измерениях воспроизвести все движения саламандры.

Конструкция робота Pleurobot позволяет контролировать усилие вращающего момента каждого активного сустава. А управлением всем этим заведует модель нейронной сети Central Pattern Generators, структура которой повторяет нервные цепи некоторых частей спинного мозга саламандры. Такой подход позволяет роботу не только максимально правдоподобно копировать все изученные движения саламандры, но и совершать некоторые более сложные движения, состоящие из комбинаций простых движений, которые не может сделать настоящая живая саламандра.

Кроме создания системы управления, исследователи добились того, что все искусственные мышцы и суставы робота реагируют на управляющие сигналы точно так же, как и элементы тела (мышцы) реальной саламандры. И все это, как можно убедиться, просмотрев приведенные видеоролики, работает достаточно хорошо.

Робот Pleurobot, определенно не является быстрым ходоком, но его очень низкий центр тяжести делает его исключительно устойчивым. Кроме этого, робот может одинаково успешно функционировать в разных средах, он может ходить по земле, плавать подводой и легко перемещаться между этими двумя средами. Такие способности делают робота Pleurobot идеальным вариантом для его использования во время поисково-спасательных операций, но для работы в водной среде на некоторые его части требуется надевать защитные водонепроницаемые чехлы.

Вдохновленные удачей исследователи из EPFL не собираются останавливаться на достигнутом: “В будущем мы планируем использовать все технологии, конструкторские решения и программные алгоритмы, использованные в конструкции робота Pleurobot для создания четвероногих роботов других типов” – пишут исследователи, – “И, вполне вероятно, что очередным нашим роботом станет робот-динозавр”.

Источник


Поделиться ссылочкой: