00

Армия четвероногих роботов исследует Марс

Человекообразный робот Чарли готовится к выполнению миссии на Марсе. Фото: DFKI

Разработка легиона человекообразных роботов для исследования ландшафта в Долине Маринер является центральной темой исследований научного проекта VaMEx Германского центра авиации и космонавтики DLR. Совместный проект VIPE, основанный профессором Франком Кирхнером, заведующим научным направлением исследований в области робототехники был проведен в исследовательском центре искусственного интеллекта Германии (DFKI). Целью научного проекта является усовершенствование человекообразных роботов на базе имеющейся робототехнической базы и создание активной группы таких машин, способных пробираться по труднодоступной скалистой местности и по вертикальным отвесным скалам марсианского ландшафта.

Скалистые разломы долины Маринер, достигающие до семи километров в глубину, являются крупнейшим разломом в Солнечной системе и представляют огромный интерес для исследователей ввиду возможности обнаружения следов нахождения в них воды, а факт затенения и защиты от сильного воздействия солнечной радиации дает надежду на нахождение следов существования внеземной жизни. Горы, ущелья и пещеры делают местность долины Маринер одной из самых трудных районов для исследований. На начальных фазах проекта VaMEx были разработаны марсоходы и дроны, позволяющие воссоздать интерактивную карту местности.

Использование человекообразных роботов от DFKI для исследования труднодоступных поверхностей

Однако до сегодняшнего момента не хватало платформы роботов, имеющих возможность передвигаться по растрескавшимся горным породам, ориентироваться на местности и проникать в труднодоступные пещеры и впадины. Этот недостаток должны восполнить человекообразные ходячие DFKI- роботы под названием «Чарли», разработанные в рамках проекта VIPE. Совместно с кафедрой медиа техники Мюнхенского технического университета и компанией NavVis разрабатываются специальные насадки, позволяющие роботам отлично ориентироваться в пространстве, составлять карту местности и обеспечивают их стабильное передвижение и определение местонахождения даже в тяжелых условиях. Ученые исследовательского центра инноваций в области робототехники разрабатывают прототип коммуникативной способности, позволяющей в зависимости от уровня труднодоступности ландшафта и технических возможностей того или иного робота, отправлять в зоны исследований именно те машины, которые наиболее точно подходят к данному типу местности по техническим характеристикам.

Благодаря легкости и маневренности роботов от DFKI, типу исполнения с высокой степенью интеграции и встроенной тактильной сенсорике, анализирующей параметры грунта, эти машины идеально подходят для прохождения по труднодоступным участкам изучаемой местности. Реактивное управление движения роботов, основанное на данных, полученных сенсорами, дополняется новыми опциями, такими как проникновение под грунт и преодоление препятствий, встречающихся на их пути. Специально для этого был разработан алгоритм „Footplacement“ (с англ.- размещение стопы), позволяющий на основании анализа грунта и локальных картографических данных находить оптимальные точки на поверхности грунта для перестановки конечностей робота и совершения передвижения.

Дополнение реактивного управления роботами

Существующие методы управления роботами были расширены до алгоритмов, позволяющих на основании изменения параметров в режиме реального времени анализировать и управлять стилем движения каждой отдельной ножки робота. Такой алгоритм позволяет роботу осуществлять безостановочное передвижение, при котором ему не придется останавливаться перед каждым препятствием или неровностью для планирования дальнейших шагов. Даже в том случае, когда параметры почвы не соответствует ожиданиям, основанным на собранных данных, и подвижная часть робота в виде стопы срывается, несмотря на предварительный анализ почвы, робот все равно придет в равновесие и будет продолжать свой путь стабильно благодаря встроенной панели управления. Проект VIPE был проведен с 1 мая 2015 года по 30 июня 2018 года агентством космонавтики Германского центра авиации и космонавтики при финансовой поддержке Федерального министерства экономики и энергетики Германии.

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?