🈵 🧛🏿 ⛹🏻 कैसे दक्षिण कोरिया से DRC-HUBO जीतता है DARPA रोबोटिक्स चैलेंज 👊🏻 ⏫ 🔨

शनिवार को, कोरिया अग्रणी विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान (KAIST) दक्षिण कोरिया से टीम जीत गई DARPA रोबोटिक चैलेंज (डीआरसी) पोमोना, कैलिफोर्निया, जब उनके रोबोट, अनुकूलनीय मानव सदृश में डीआरसी-HUBO , पांच अलग-अलग देशों से 22 अन्य रोबोट को हरा दिया और 2 मिलियन डॉलर का मुख्य नकद पुरस्कार जीता।

दो पैरों वाले रोबोट से पहियों पर कार में बदलने की क्षमता ने पुरस्कार प्राप्त करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। कई रोबोट अपना संतुलन खो देते हैं और जमीन पर गिर जाते हैं, दरवाजा खोलते हैं या ड्रिल के साथ काम करते हैं। लेकिन DRC-HUBO नहीं । अद्वितीय डिजाइन ने उन्हें तेजी से कार्यों को पूरा करने की अनुमति दी और, अधिक महत्वपूर्ण बात, अपने पैरों (और पहियों) पर रहें।

कोरिया के प्रमुख वैज्ञानिक और तकनीकी संस्थान में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और केएआईएसटी टीम के प्रमुख रॉन्ग ओ ओ ने कहा, "रोबोटों के लिए दो पैरों वाला आंदोलन अभी भी स्थिर नहीं है।" - यदि उनमें से एक गलत तरीके से काम करता है, तो परिणाम भयावह हो सकता है।

उन्होंने कहा कि लोगों के समाज में काम करने के दौरान ह्यूमनॉइड रोबोट के फायदे हैं, लेकिन वह एक ऐसा डिजाइन विकसित करना चाहते थे, जिससे गिरने का खतरा कम हो: "मैंने कई चीजों के बारे में सोचा, और सबसे सरल चीज मेरे घुटनों पर पहिए थे।"

DRC-HUBO आसन बदल सकता है, दो पैरों पर खड़ा हो सकता है, चल सकता है, उन वस्तुओं तक पहुंच सकता है जो उच्च हैं, और आपके घुटनों पर अधिक स्थिर स्थिति में भी चलती हैं।

DARPA ने जापान में फुकुशिमा की घटना के बाद DRC को व्यवस्थित करने का फैसला किया , जिससे रोबोटिक्स के क्षेत्र में आगे बढ़ने की उम्मीद थी। करने के लिए डीआरसी फाइनल प्रतियोगिताअर्ध-स्वायत्त रोबोट विकसित करने वाली टीमों को आमंत्रित किया गया था, और मानव ऑपरेटरों को आपदा की स्थितियों को मॉडल बनाने के लिए मिलकर काम करना था। प्रतियोगिता के लिए विश्वविद्यालयों और कंपनियों द्वारा बनाए गए रोबोट आकार और आकार में बहुत अलग थे, उनमें से पैर, पहियों के साथ-साथ संकर भी हैं।

DRC-HUBO एक विजेता बन गया क्योंकि यह कम से कम समय (44 मिनट 28 सेकंड) में त्रुटियों के बिना सभी आठ कार्यों को पूरा करने में सक्षम था। अन्य टीमों ने भी अच्छा प्रदर्शन किया, लेकिन देरी के कारण उनके रोबोट ने समय गंवा दिया। टार्टन रेस्क्यू टीम में सबसे अच्छे हैं , इसकी सीएचआईएमपी एक रोबोट है जिसमें पैर और कैटरपिलर ट्रैक हैं, जो गिरने के बाद कार्यों पर वापस जाने में सक्षम थे; Momaroबॉन विश्वविद्यालय की टीम से - पहियों पर एक सरल और सुरुचिपूर्ण कार, एक घूर्णन सिर और दो हाथों के साथ; नासा के जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी से रोबोसिमियन , चार पैरों और योग जैसी गतिविधियों के साथ; IHMC टीम का ATLAS बोस्टन डायनेमिक्स द्वारा विकसित एक बड़ा इलेक्ट्रिक ह्यूमनॉइड रोबोट है । DRC-HUBO वाल्व को बंद करने का कार्य करता है। ध्यान दें कि उसके ऊपरी शरीर को 180 डिग्री घुमाया गया है।

लचीलेपन सबसे महत्वपूर्ण बात है, DARPA प्रबंधक और DRC आयोजक जिल प्रैट ने एक बैठक में रोबोट के डिजाइन पर टिप्पणी करने वाले संवाददाताओं के साथ कहा। "एक रोबोट जो पहियों का उपयोग करने के लिए पैरों का उपयोग करने से कॉन्फ़िगरेशन बदल सकता है, एक अधिक जटिल संरचना और अधिक वजन हो सकता है, लेकिन यह आपको वह लचीलापन देगा।"

प्रोफेसर ओ ह्यूमनॉइड रोबोट पर अंतरराष्ट्रीय स्तर पर मान्यता प्राप्त विशेषज्ञ हैं। वह और उनके KAIST छात्र दक्षिण कोरिया के डेएजोन में, पीढ़ियों से अपने HUBO मंच में सुधार कर रहे हैं। नीचे एक वीडियो है जो पहले से ही कई वर्षों पुराना है: फिर प्रोफेसर ओ ने हूबो 2 का प्रदर्शन किया :

के लिए डीआरसी फाइनल, वह काफी संभव कार्यों के लिए उसे तैयार करने के लिए रोबोट को संशोधित करने का निर्णय लिया। प्रतियोगिता के बाद मास्टर क्लास में, प्रोफेसर ओ ने कहा कि DRC-HUBO "अलग नहीं है, यह सिर्फ एक ह्यूमनॉइड रोबोट है।" लेकिन वास्तव में, KAIST से उनकी टीम ने सावधानीपूर्वक हर विवरण पर काम किया। उन्होंने लगभग $ 500,000 और $ 1 मिलियन में प्रत्येक रोबोट की लागत का अनुमान लगाया। नीचे मुख्य विशेषताएं हैं जो DRC-HUBO को कार्यों से निपटने में मदद करती हैं:

1. उनके घुटनों पर पहिए: DRC-HUBOदोनों घुटनों और पैरों पर रोलर्स के पहिए हैं। पहियों रोबोट को जल्दी और तेजी से स्थानांतरित करने की अनुमति देते हैं। जमीन पर चलते हुए, वह ऑप्टिकल प्रवाह का उपयोग करके दूरी को मापने के लिए अपने पिंडली पर ऑप्टिकल सेंसर का उपयोग करता है।

2. शक्तिशाली इंजन: SCHAFT की तरह - रोबोट, जिसने DARPA प्रारंभिक प्रतियोगिता जीती और Google द्वारा अधिग्रहित , DRC-HUBO में बहुत शक्तिशाली इंजन हैं (इसमें उनमें से 33 हैं, जिनमें 31 डिग्री फ्री मूवमेंट है)। विशेष इंजन और एक एयर कूलिंग सिस्टम (प्रशंसकों और ब्लेड) के लिए धन्यवाद, रोबोट कुछ मामलों में अधिकतम 30 एम्पीयर के साथ, इंजन विनिर्देश में निर्दिष्ट से 3-4 गुना अधिक वोल्टेज का उपयोग कर सकता है।

3. संगतता: टीम टोक़ सेंसर और सामान्य स्वचालित नियंत्रक के उपयोग के बिना रोबोट को संगत बनाना चाहती थी (उन्हें डर था कि इससे अस्थिरता पैदा होगी)। इसलिए, एक विशेष एम्पलीफायर का उपयोग करके, संगतता समस्या इंजन ड्राइवर को स्थानांतरित कर दी गई थी।

4. घूर्णन धड़: DRC-HUBO अपने ऊपरी शरीर को 180 डिग्री तक घुमा सकता है। इसका मतलब यह है कि रोबोट के घुटनों को एक दिशा में घुमाया जा सकता है, जबकि वह विपरीत दिशा में देख सकता है (खुद इसे आज़माएं!)। यह क्षमता न केवल खड़े होने पर काम करती है, बल्कि जब यह आपके घुटनों पर होती है। आवश्यक होने पर रोबोट ने कई कार्यों में इस अवसर का लाभ उठाया: एक वाहन चलाना, एक दीवार को सीधा करना, मलबे से गुजरना और सीढ़ियों पर चढ़ना।

5. लंबे हथियार: KAIST टीम के सदस्यों ने महसूस किया कि HUBO 2 हथियार कुछ कार्यों के लिए बहुत कम थे , इसलिए उन्होंने अधिक लंबी डिग्री को मोड़ते हुए लंबे हथियार बनाए। उन्होंने सभी केबलों को भी अंदर की ओर छिपा दिया ताकि वे आसपास की वस्तुओं से न चिपके। प्रत्येक हाथ में 15 किग्रा तक वजन हो सकता है, और इसमें एक "अनुकूलनीय ग्रिपर" भी हो सकता है जो कठोर और नरम वस्तुओं को पकड़ सकता है।

6. लग सरलीकृत: के बजाय (इस तकनीक का उपयोग करता सेंसर, त्रिविम कैमरों और LIDARs कि लगातार पर्यावरण स्कैन के साथ सिर भरने एटलस रोबोट उदाहरण के लिए,), डीआरसी-HUBOएक सरलीकृत दृष्टि प्रणाली है; ऑपरेटर ज्यादातर समय एक पारंपरिक कैमरे पर भरोसा करते हैं, और एक सर्वो ड्राइव से जुड़ा लिडार केवल आवश्यक होने पर पर्यावरण को स्कैन करता है। वास्तव में, रोबोट के पास सिर नहीं है - "केवल आंखें", केएआईएसटी छात्रों में से एक ने नोट किया ।

7. पावर: जब इंजन को उच्च शक्ति की आवश्यकता होती है, तो मुख्य पावर सिस्टम मशीन के महत्वपूर्ण घटकों को पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करने में सक्षम नहीं हो सकता है। इससे बचने के लिए, टीम ने एक सुपरकैपेसिटर का उपयोग किया, जो कंप्यूटर, ट्रांसमिशन चैनल और कुछ सेंसर और जाइरोस्कोप को ऊर्जा की आपूर्ति करता है, भले ही मुख्य बिजली प्रणाली विफल हो।

8. विशेष सॉफ्टवेयर: टीम लिनक्स के लिए एक्सनोमई रियल-टाइम ओएस और PODO ( KAIST द्वारा विकसित ) नामक एक विशेष गति नियंत्रण ढांचे का उपयोग करती है । वे गज़ेबो सिमुलेशन वातावरण का भी लाभ उठाते हैं। टीम ने अपने सॉफ्टवेयर को कम बैंडविड्थ और अस्थिर संचार पर ध्यान केंद्रित करके ऑपरेटरों और रोबोट के बीच विकसित किया।

अब आइए DRC-HUBO पर करीब से नज़र डालें और यह सभी आठ कार्यों से कैसे गुजरा , जिसने KAIST टीम को जीत दिलाई (यदि आप सब कुछ पूर्ण रूप से देखना चाहते हैं, तो आप इसे संदर्भ द्वारा कर सकते हैं; एक त्वरित संस्करण यहाँ है):

1. गाड़ी चलाने का कार्य।

टीमों को पोलारिस वाहन में संशोधन करने की अनुमति दी गई ताकि उनके रोबोट कार से आसानी से अंदर-बाहर जा सकें। KAIST टीम ने कार के निचले भाग में दो लीवर के साथ एक धातु उपकरण स्थापित किया; जब DRC-HUBO ने एक लीवर दबाया, तो केबल सिस्टम ने काम किया ताकि दूसरा लीवर त्वरक को दबाए। अपने बाएं हाथ के साथ, रोबोट कार पर आयोजित किया गया, और अपने दाहिने हाथ से उसने पहिया को नियंत्रित किया। उन्होंने इस कार्य को बहुत जल्दी पूरा किया (प्रक्रिया में एक मिनट से अधिक समय लगा) और, अन्य टीमों के विपरीत, बाधाओं को पारित करने से नहीं रोका।

2. वाहन से बाहर निकलने का कार्य।

यह सबसे कठिन कार्यों में से एक था। उनके लिए तैयारी करते हुए, प्रोफेसर ओह, जैसा कि उन्होंने हमें बताया था, वह यह समझने के लिए कई बार कार से बाहर निकले कि वे इसके लिए किन आंदोलनों और शरीर के अंगों का उपयोग करते हैं। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि एक "गतिशील दृष्टिकोण" की आवश्यकता होगी। उनकी टीम ने DRC-HUBO को प्रोग्राम किया ताकि वह अपने हाथों को ऊपर उठाए और मशीन के फ्रेम पर लगे रहे। रोबोट प्रत्येक हाथ के लिए 100 न्यूटन के कर्षण का उपयोग करता है। जब हथियार रोबोट के शरीर को उठाते हैं, तो बड़े और यह कार से बाहर गिर जाता है, हालांकि आंदोलन को नियंत्रित किया जाता है ("गतिशील दृष्टिकोण" के लिए धन्यवाद)। लगभग 1:00 बजे कार से बाहर निकलने के लिए अपने अद्भुत युद्धाभ्यास पर ध्यान दें!

प्रोफेसर ओ ने बताया कि इस आंदोलन के विकास के दौरान कई इंजन जल गए, लेकिन सबसे शक्तिशाली, विशेष रूप से बनाए गए इंजनों का उपयोग करके समस्या को हल किया गया। फिलहाल, रोबोट 4 मिनट से भी कम समय में कार से बाहर निकल सकता है, और जब यह पहले से ही जमीन पर होता है, तो यह अपने घुटनों और पत्तियों पर बैठता है।

3. दरवाजे के साथ मिशन।

अन्य रोबोटों के विपरीत, जिन्हें इस कार्य को पूरा करने के लिए (और दो पैरों पर संतुलन) खड़ा करना था, DRC-HUBO दरवाज़े के हैंडल को मोड़कर घुटने टेक सकता था। वह जानबूझकर अपने दूसरे हाथ का उपयोग दरवाजे को खुला रखने के लिए करता है, जबकि वह डॉकर्नोब को घुमाता है। 2 मिनट से भी कम समय में, वह एक द्वार के माध्यम से चला गया।

4. वाल्व के साथ कार्य।

ध्यान दें कि वीडियो की शुरुआत में, ऑपरेटर्स रोबोट के सामने इलाके को स्कैन करने की अनुमति देने के लिए ऊपर और नीचे चलता है। फिर, जब DRC-HUBO गेट वाल्व के पास जाता है , तो यह ऊपरी शरीर को 180 डिग्री घुमाता है। 0:20 पर इसके आंदोलन पर ध्यान दें, क्योंकि आप ध्यान नहीं दे सकते हैं (शूटिंग कोण रोबोट के शरीर के निचले हिस्से को नहीं दिखाता है, दुर्भाग्य से)। इस स्थिति में, अभी भी अपने घुटनों पर, रोबोट शरीर को बढ़ा सकता है ताकि वाल्व को नियंत्रित करना आसान हो (यदि आवश्यक नहीं है तो क्यों खड़े हो?)। रोबोट ढक्कन का उपयोग करके इलाके को स्कैन करता है, स्थिति निर्धारित करता है और 3 मिनट के बाद कार्य करता है। कृपया ध्यान दें कि केवल एक मोड़ की आवश्यकता थी, लेकिन DRC-HUBOदो पूर्ण बदल गए! 2:01 बजे, आप रोबोट को "सामान्य स्थिति में" वापस लौटा सकते हैं।

5. दीवार के साथ कार्य।

अधिकांश टीमों के लिए यह एक मुश्किल काम था, क्योंकि डिवाइस का उपयोग करने के लिए रोबोट को ड्रिल को पकड़ना और ऑन / ऑफ बटन को दबाना था। DRC-HUBO ने उपकरण को बेहतर तरीके से पकड़ने के लिए प्रत्येक हाथ पर बल सेंसर का उपयोग किया। आप देख सकते हैं कि कैसे रोबोट अपने आप चलता है और यहां तक कि उसे पकड़ने के लिए ड्रिल को शेल्फ पर ले जाता है (रास्ते में एक और ड्रिल को नीचे गिराता है)। जब रोबोट उपकरण को हथियाने का प्रबंधन करता है, तो ऑपरेटर छिद्र के लिए जगह दिखाते हैं, और रोबोट बाकी काम करता है। वह 20 न्यूटन पावर ट्रैक्शन का उपयोग करता है, और आप देख सकते हैं कि कैसे वह अपने शरीर का उपयोग करके एक सर्कल में पूरी तरह से ड्रिल को स्थानांतरित करता है। कार्य को पूरा करने में रोबोट को 11 मिनट लगते हैं।

6. आश्चर्य का काम।

कार्य प्लग को बाहर निकालना और इसे दूसरे आउटलेट में डालना था। ध्यान दें कि DRC-HUBO फर्श को कैसे स्कैन करता है और नोटिस करता है कि वह ड्रिल जो पहले गिरा था, वह अपने रास्ते में है। रोबोट घूमता है और अपने घुटनों के साथ उपकरण को धक्का देता है। फिर वह चारों ओर घूमने की कोशिश करता है और ऐसा लगता है जैसे वह दीवार से टकरा रहा है। ऑपरेटरों, जाहिर है, समस्या पर ध्यान दें, वह थोड़ा आगे जाता है और फिर वह चारों ओर घूम सकता है। अंत में, रोबोट एक सॉकेट के साथ दीवार पर पहुंचता है जो गेट वाल्व और दरवाज़े के हैंडल से अधिक स्थापित होता है। यह आपके पैरों तक पहुंचने का समय है, और आप इसे लगभग 3:05 से देख सकते हैं। डीआरसी-HUBOकई चरणों को आगे बढ़ाता है और थोड़ी देर बाद कार्य पूरा करना शुरू कर देता है। वह केबल द्वारा प्लग पकड़ लेता है; हमारा मानना है कि इसका उद्देश्य यह था कि ऑपरेटर प्लग को बेहतर तरीके से देख सकें और रोबोट आर्म ने इसे अस्पष्ट नहीं किया, जिससे यह कार्य असंभव हो जाएगा। समय में, आप इसे लगभग 7:47 पर देख सकते हैं, क्योंकि रोबोट प्लग डालने की कोशिश करता है और सॉकेट को याद करता है। कई सुधारात्मक आंदोलनों के बाद, कार्य पूरा हो गया है! 13 मिनट और 30 सेकंड बीत गए - अन्य सभी कार्यों को पूरा करने से अधिक।

7. मलबे के माध्यम से आगे बढ़ने का कार्य।

DRC-HUBO अपने घुटनों को आगे बढ़ा सकता है या धड़ को 180 डिग्री तक घुमा सकता है और अपने पैरों को आगे बढ़ा सकता है, एक बुलडोजर बाल्टी की तरह कार्य कर सकता है। और यही वह कार्य पूरा करने के लिए करता है। आप देख सकते हैं कि वह शरीर को 0:28 पर कैसे घुमाता है। यह अच्छा लग रहा है। रोबोट अपने हाथों को ऊपर उठाता है - शायद इसलिए ताकि वे कचरे में न उलझें। फिर यह मलबे के माध्यम से चलना शुरू कर देता है। वह केवल एक सेकंड के लिए रुक जाता है, जब ऐसा लगता है कि लकड़ी का एक टुकड़ा एक सिंडर ब्लॉक में फंस गया है, इसलिए वह इसे रास्ते से हटाने के लिए थोड़ी बाईं ओर मुड़ता है। प्लास्टिक पाइप को दाईं ओर ले जाता है। 4:14 पर, वह फिर से अपने धड़ को मोड़ता है और चरणों के सामने खड़ा होता है। कार्य में 5 मिनट से भी कम समय लगता है।

8. चरणों के साथ कार्य।

प्रोफेसर ओ ने कहा कि कई कार्यों के लिए, विशेष रूप से सीढ़ियों पर चढ़ने के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि रोबोट अपने पैरों को देख सके। ATLAS जैसे बड़े रोबोट शायद ही ऐसा कर सकते हैं, उन्हें शरीर को मोड़ने की ज़रूरत है, जिससे संतुलन और अधिक कठिन हो जाता है। डीआरसी-HUBOइस समस्या को बहुत स्मार्ट तरीके से हल करता है। वह सीढ़ियों से पीछे की ओर चढ़ता है! इस प्रकार, उसके घुटने कैमरों को अवरुद्ध नहीं करते हैं और आप पैरों और जमीन को देख सकते हैं। लेकिन अगर वह पीछे की ओर उठे तो पैर कैसे देख सकता है? धड़ को मोड़ना, बिल्कुल! आप पूरी प्रक्रिया देख सकते हैं, जो 0:26 से शुरू होती है। रोबोट सीढ़ियों के सामने घुटने टेकता है, और फिर अचानक से अपनी तरफ मुड़ता है। फिर वह उठता है, और 0:55 पर आप देखेंगे कि वह धड़ को 180 डिग्री पर कैसे मोड़ता है। अब वह कदमों को स्कैन कर चढ़ना शुरू कर सकता है। लेकिन ध्यान दें कि इससे पहले कि वह दो कदम भुजा की तरफ ले जाए, बाएं (1:45) तक! कुछ मिनटों के बाद - जो दर्शकों के लिए अनंत काल की तरह लग रहा था - रोबोट आखिरकार उठना शुरू होता है, एक के बाद एक आखिरी तीन चरणों को तोड़ता है। स्पष्ट रूप से! 7 मिनट से भी कम समय में DRC-HUBOमंच पर खड़ा है। वीडियो पर कोई आवाज़ नहीं है, लेकिन उस समय टीम और दर्शकों ने तालियां बजाईं।

KAIST ने DRC-HUBO की चार प्रतियां बनाईं और प्रतियोगिता से पहले एक महीने से अधिक समय तक बिना सुरक्षा केबल के अभ्यास किया। उन्होंने सड़क पर, एक असमान सतह के साथ पार्किंग स्थल पर और विभिन्न मौसमों में, तेज धूप और हवा सहित प्रशिक्षित किया। "अगर हम सुरक्षा केबल नहीं हटाते हैं, तो ऑपरेटर डर जाएंगे," प्रोफेसर ओ ने प्रतियोगिता के बाद कार्यशाला में कहा।

उन्होंने कहा कि प्रशिक्षण के दौरान, उन्होंने दोनों मोड में सभी कार्य किए - खड़े और अपने घुटनों पर (औसत समय 30 मिनट था)। टीम DRC-HUBO के हाथों से मलबे को साफ़ करने में अच्छी थी , जो कि वे DRC फ़ाइनल में प्रदर्शित करने में सक्षम नहीं थे , और वे प्रतियोगिता में जितने कठिन थे, उससे अधिक कठिन सतह पर भी कार्य कर सकते थे।

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कैसे दक्षिण कोरिया से DRC-HUBO जीतता है DARPA रोबोटिक्स चैलेंज