馬薩諸塞州理工學院的工程師宣布,自2014年以來,他們一直在開發的獵豹機器人算法和設計方面的最新改進。
機器人現在準備探索災難區即使在零的可見性,沒有相機或任何環境傳感器的情況下。 Cheetah 3機器人本質上是盲人的,但被編程為越過障礙物,在碎屑上疾馳而爬上垃圾樓梯。它甚至可以擊退外力,這些外力將在執行任務時試圖破壞其平衡。
盲人運動
機械野獸的尺寸為90磅,大約是成人拉布拉多的大小。它只會依靠觸覺信息,並通過工程師所謂的“盲人運動”感受到其環境。
為了簡單地解釋其新功能,機器人的設計師兼麻省理工學院機械工程學副教授Sangbae Kim將Cheetah 3機器人與閉著眼睛的人類行走進行了比較。
“如果人類閉上眼睛並邁出了一步,我們就有一個心理模型,可以為地面所在的位置和可以為此做準備。但是我們也依靠地面的感覺,”他說。
金團隊創建的兩種新算法使“盲人運動”成為可能。
接觸檢測算法
該算法有所幫助機器人計算他的一隻腿是否會從空中搖擺轉變為再次行走。本質上,機器人應該知道何時將腿踩在物體上,在空中擺動那條腿,檢查物體是否穩定以攜帶重量,並在預測物體不會破壞其平衡時行走。
每當機器人從空氣中揮動腳並再次踩在地面上時,算法都會計算出三個概率:腿與地面接觸的概率,一旦腿撞到地面,就產生了力的概率,而腿的可能性則是腿在中葉。
該算法甚至可以在其計算中包括腿的角度和距地面的距離。
模型預測性控制算法
該算法計算出一旦腿的平衡被外力破壞了腿的力量,就像在運行時踢了機器人一樣的力量。該算法將每50毫秒或每秒20次對每條腿執行這些計算。
Kim解釋說,算法可以朝相反的方向施加力,以殺死試圖使其失衡的不良速度。
“如果我朝著相反的方向應用100個紐頓,半秒鐘後會發生什麼?”金說,證明了該算法如何處理其數據。
Cheetah 3機器人開發
2015年,Kim和他的工程師團隊對機器人進行了編程,以在跑步時跳過障礙。此時,獵豹3機器人變成了第一個四足機器人可以自動地奔跑並跳過障礙物。
機器人能夠跳過約18英寸高的障礙物,這是機器人高度的一半以上,同時保持平均每小時5英里的速度。
2014年,工程師能夠使機器人衝刺每小時最多10英里,並在草地上奔跑和跳躍。最近,工程師估計機器人最終可能達到每小時30英里的運行速度。