Российские учёные предложили универсальную модель проектирования роботов
Учёные из ИТМО разработали новый универсальный метод для проектирования роботов, которые даст роботам адаптивность и энергоэффективность. Эти роботы способны передвигаться в незнакомой среде, взаимодействуя с окружающими объектами и людьми безопасным образом. Предлагаемый метод упрощает процесс создания робототехнических устройств. Инновационную технологию представят на мировой конференции по робототехнике ICRA 2023, которая пройдёт в Лондоне. Исследователи из ИТМО являются единственными представителями из России на этом мероприятии.
Предложенный метод основан на алгоритмах и является универсальным фреймворком. Он позволяет проектировать мобильных роботов, таких как шагающие и прыгающие, где большая часть их динамики обеспечивается физическими характеристиками, такими как распределение массы, эластичность и механические связи. Эти системы с «умной» механикой могут работать дольше без подзарядки, адаптироваться к новым условиям и перемещаться по неровным поверхностям. Учёные уже успешно применили этот метод при разработке захватных устройств, прыгающих и шагающих роботов, а также экзоскелетов.
Метод состоит из трёх этапов. На первом этапе фреймворк решает задачу открытой кинематики, определяя количество и длину звеньев механизма, а также траекторию, которую механизмы должны пройти для достижения желаемого поведения и производительности. На втором этапе к конструкции добавляются дополнительные звенья, превращая её в более сложную замкнутую кинематику. Это позволяет снизить инерцию механизма и избавиться от лишних приводов. На третьем этапе фреймворк внедряет эластичные элементы в систему и определяет расположение привода, который будет обеспечивать движение робота. Этот шаг позволяет сократить энергопотребление.
Авторы проекта отмечают, что в будущем метод будет доработан до программного продукта, который полностью автоматизирует процесс проектирования механизмов для мехатронных и робототехнических систем. Инженерам будет достаточно указать минимальное количество характеристик, а программа предоставит несколько вариантов, ранжированных по эффективности, из которых можно выбрать наиболее подходящий. Если ни один из них не удовлетворяет требованиям, специалисты могут уточнить свои запросы или внести изменения в открытый код алгоритма.