Článek
Představte si jízdní kolo, které ovládá robot, dokáže skákat přes překážky, jezdit po zadním kole, balancovat na místě a dokonce i předvádět salta vpřed.
Vědci vyvinuli takzvané Ultra Mobility Vehicle (UMV), robotické vozidlo inspirované horskými cyklisty a jezdci na trialových kolech. Na jeho vývoji se podílel Benjamin Bokser se svými kolegy. Jejich cílem bylo vytvořit stroj, který se dokáže pohybovat nejen rychle, ale také mimořádně obratně.
Tajemství se skrývá uvnitř
Klíčem k výjimečným schopnostem robota je speciálně řízená reakční hmota, která mu pomáhá udržovat rovnováhu a využívat vlastní setrvačnost. Místo spoléhání na běžné mechanismy statické stability robot aktivně pracuje s hybností, aby zvládal dynamické pohyby a akrobatické kousky.
Schéma UMV, robota na bázi jízdního kola s pěti ovládanými stupni volnosti [odkazy (zelené) a dílčími komponenty (fialové)]. Má řízení a pohon zadních kol pro základní pohyb na zemi. Konstrukce soustředí většinu hmotnosti robota do hlavy, která je s kolem spojena prostorovým spojením. Toto spojení se skládá z krku a dvou táhel. Výkonné aktuátory v hlavě pracují prostřednictvím spojení a umožňují robotovi „házet“ svou hmotu kolem sebe, což umožňuje dynamické chování.
(A) Schéma UMV, robota na bázi jízdního kola s pěti ovládanými stupni svobody [články (zelené) a dílčími komponenty (fialové)]. Má řízení a pohon zadních kol pro základní mobilitu na zemi. Konstrukce soustředí většinu hmotnosti robota do hlavy, která je s kolem spojena prostorovým spojením. Toto spojení se skládá z krku a dvou spojovacích tyčí. Výkonné aktuátory v hlavě pracují prostřednictvím spojení a umožňují robotovi „házet“ svou hmotu kolem sebe, což umožňuje dynamické chování. Kompozitní snímky (B) salta vpřed, demonstrujícího vysoký moment hybnosti a modulaci setrvačnosti prostřednictvím zahýbání těla; (C) poskakování zadních kol, kde robot udržuje rovnováhu jako násypník na jedné noze; a (D) autonomní sekvence skoků na stůl, kde robot zrychluje, skáče na 1 m vysokou plošinu, prochází jí a stabilně přistává.
Jeho schopnosti řídí systém založený na hlubokém posilovacím učení, díky němuž se naučil širokou škálu pohybových manévrů. Přestože váží 23,5 kilogramu, dokáže vyvinout rychlost až 8 metrů za sekundu, tedy přibližně 29 km/h. Zvládne také skákat na překážky a přes ně, pokud dosahují až 130 procent jeho vlastní výšky.
Pomocník pro náročný terén i města?
Nejde přitom jen o efektní akrobatickou podívanou. Kombinace rychlosti, obratnosti a kompaktních rozměrů by mohla robotovi otevřít cestu k praktickému využití. V budoucnu by mohl pomáhat například při doručování zásilek v městském prostředí nebo při průzkumu obtížně přístupných oblastí.
Výzkum ukazuje, že budoucnost robotiky nemusí patřit pouze čtyřnohým strojům či humanoidním robotům. I konstrukce připomínající obyčejné kolo může díky chytrému řízení a promyšlené mechanice získat překvapivé schopnosti.
Zdroj: EurekAlert; Výsledky výzkumu byly publikované v odborném časopise Science Robotics.