Vierbeiniger Roboter, der gelernt hat, auf einem schmalen Baumstamm zu balancieren

Ingenieure am Robotics Institute der Carnegie Mellon University haben ein System entwickelt, das dies ermöglicht

Ein normaler vierbeiniger Roboter reicht ausbeweglich, um auf einem schmalen Baumstamm zu gehen. Wissenschaftler verwendeten Geräte zur Steuerung von Satelliten im Weltraum, um die Fähigkeit des Geräts, das Gleichgewicht zu halten, zu verbessern.

Um die Stabilität zu verbessern, verwendeten Wissenschaftlerein Reaktionsradantriebssystem (RWA), das am Rücken des vierbeinigen Roboters befestigt wird. Diese Steuerungstechnik ermöglicht es dem Roboter, unabhängig von der Position seiner Beine zu balancieren. RWAs werden in der Luft- und Raumfahrtindustrie weit verbreitet verwendet, um die Lage von Satelliten durch Steuern des Drehimpulses des Raumfahrzeugs zu steuern.

Im Wesentlichen haben Sie ein großes Schwungrad mitdaran befestigter Motor. Wenn Sie das schwere Schwungrad in eine Richtung drehen, dreht sich der Satellit in die andere Richtung. Nehmen Sie es nun und legen Sie es auf den Körper des vierbeinigen Roboters. 

Zachary Manchester, außerordentlicher Professor an der Carnegie Mellon University und Co-Autor der Studie

Das Team testete das System in einer ReiheExperimente, die die erhöhte Fähigkeit des Roboters zeigten, nach plötzlichen Stößen oder Stürzen das Gleichgewicht wiederzugewinnen. Der Roboter navigierte erfolgreich an einem schmalen Baumstamm von nur 6 cm Breite entlang. Darüber hinaus simulierten Wissenschaftler das klassische Problem einer fallenden Katze: Sie ließen den Roboter aus einer Höhe von fast einem halben Meter fallen. Die RWAs ermöglichten es dem Roboter, sich in der Luft neu zu orientieren und auf den Füßen zu landen.  


Einen Roboter auf einem schmalen Baumstamm balancieren. Video: Fakultät für Informatik der Carnegie Mellon University

Modernste vierbeinige Roboterbestehen aus einem Torso und vier Beinen, die jeweils in einem abgerundeten Fuß enden, sagen die Ingenieure. Dadurch kann der Roboter auf ebenen Flächen navigieren und sogar Treppen steigen. Solche Roboter ähneln Hunden oder Geparden, aber im Gegensatz zu diesen Tieren, die ihre Schwänze verwenden können, um scharfe Kurven zu steuern, balancieren die Roboter nicht gut.

Solange die drei Beine des Roboters in Kontakt bleibenErde, es bleibt stabil. Aber wenn nur ein oder zwei Füße auf dem Boden stehen, kann der Roboter seine Position nicht einfach anpassen und hat ein viel höheres Sturzrisiko. Mangelndes Gleichgewicht macht das Gehen in unwegsamem Gelände besonders schwierig. Die Steigerung der Fähigkeit, das Gleichgewicht zu halten, wird die Möglichkeiten für den Einsatz von Robotern erweitern.

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