猎豹麻省理工学院教授识别并跳过障碍



麻省理工学院的研究人员发布了一段引人入胜的视频。它展示了教学机器人猎豹以躲避障碍物的工作成果。为此,机器人借助激光雷达估算到障碍物的距离及其高度,然后像活物一样,它找到跳跃的最佳位置。为实现此目的已进行了一些纠正。猎豹跳起来,软着陆并继续奔跑,恢复了原来的速度。

麻省理工学院Robogepard是不一样的猎豹来自波士顿动力。这两个项目都是由美国国防高级研究计划局资助的。两者都是试图复制真实猎豹的行为-一种可以在2秒内加速到每小时120公里的动物。但是机器人有不同的作者并且有很大的不同。麻省理工学院的猎豹代替了液压系统,而是使用了专门设计的低速,高扭矩电驱动器。通过回收部分正常耗散的能量,可以提高能源效率。因此,您可以减少电池组,而无需使用嘈杂的内燃机。

麻省理工学院开发团队教授去年9月猎豹跳回去。但是随后该操作被盲目执行,该设备无法区分其路径中的障碍物。同样在9月,该机器人获得了无需外部电源线即可运行的机会-电池已装在其中。


视频剪辑显示了自供电的第一个跳跃,2014年9月。

现在,麻省理工学院的猎豹借助激光雷达可以看到前方的障碍物,激光雷达是一种有源光学系统,使用激光对空间进行映射。奔跑需要高动力。必须保持平衡并适当着陆。为此,开发人员使用激光雷达数据创建了一个由三部分组成的算法。激光雷达和计算机系统都位于猎豹身上,这提供了自主控制。该程序可以分为三个步骤。

第一个执行障碍的检测,估计障碍的大小和到障碍的距离。研究人员使用了一个简单的视觉空间模型:将表面表示为一条直线,并且任何障碍都与其偏离。在检测到障碍物之后,第二个组件开始。进行跳跃最佳位置的计算和接近障碍物时的步距校正。猎豹会加速或减速以达到所需的位置。该算法是即时运行的,仅需100毫秒即可执行-大约需要半步。

最终,机器人到达所需的位置。在此,作为第三步的一部分,该算法将计算跳转路径。研究人员创建了一个公式,根据障碍物的高度和机器人的速度,给出了电动马达必须产生的力。



据研究人员称,该算法不是选择最优方案,而是一种可行的方案。也就是说,猎豹有时会跳得比所需的高得多。寻找最佳和最节能的选择可能会花费太多时间和处理能力。研究人员认为,不完善的解决方案是可以接受的,过度的优化可能对成功的跳跃产生危险。

克服障碍的能力首先在跑步机上进行测试,然后在真正的障碍赛道上进行测试。跑步机很短,大约4米长,猎豹在中间跑。因此,机器人保持在距离障碍物约一米的高度。因此,该算法仅能克服70%的障碍。室内障碍物路线测试的效果更好,因为猎豹有更多的空间和时间来做出决定。 90%的跳跃成功。

测试结果表明,该机器人能够克服高达46厘米(18英寸)高的障碍-超过其自身高度的一半。同时,保持了每小时8公里(每小时5英里)的平均行驶速度。

一个研究小组将在6月的DARPA机器人挑战赛上展示猎豹奔跑和跳跃的情况。7月,自主系统将在“机器人技术:科学与系统”会议上亮相。将来,研究人员将意识到在柔软的表面(例如草)上跳跃的可能性。

基于麻省理工学院新闻网站的资料

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