Четвероногий робот Unitree Aliengo освоил «собачий» прыжок для прохождения узких проёмов

Инженеры из Лаборатории адаптивного управления роботами (ArcLab) Гонконгского университета совместно со специалистами Оксфордского института робототехники разработали алгоритм, позволяющий четвероногим роботам преодолевать сложные препятствия. Технология протестирована на платформе Unitree Aliengo. Она дает устройству возможность совершать прыжки в ограниченном пространстве, используя визуальные данные и имитацию биомеханики животных. Итоги работы опубликованы в научном издании Advanced Robotics Research.

В естественной среде четвероногие животные преодолевают преграды за счет динамических прыжков, группируя конечности и контролируя положение тела в безопорной фазе. Чтобы воспроизвести эту способность, инженеры применили иерархическое обучение с подкреплением в сочетании с имитацией биомеханики собак.

Архитектура системы разделена на два уровня. Низкоуровневый контроллер отвечает за моторику: нейросеть формирует библиотеку динамических навыков, включая отталкивание, поджимание лап в воздухе, ориентацию корпуса в полете и амортизацию удара при посадке.

Высокоуровневый модуль отвечает за визуальное восприятие и принятие решений. С помощью бортовой камеры глубины Intel RealSense алгоритм в реальном времени оценивает геометрические параметры, высоту и пространственные координаты проема. Система рассчитывает бесколлизионную траекторию полета и точно определяет момент перехода к прыжку, исключая соприкосновение корпуса и конечностей с рамой.

Метод протестировали в реальных условиях на 22-килограммовом роботе Aliengo. В ходе экспериментов аппарат приближался к цели энергосберегающим шагом, распознавал створ, переходил в фазу разгона, совершал прыжок через узкую раму и восстанавливал баланс сразу после приземления. Система также подтвердила устойчивость при диагональном преодолении ворот и при старте с деформируемого грунта.

Как отметил старший автор работы Пэн Лу, предложенная схема объединяет распознавание среды и скоростную моторику, приближая мобильность роботов к уровню живых организмов. Технология ориентирована на применение в спасательных операциях, разборе завалов и инспекции разрушенной инфраструктуры.

Источник: wiley.com