Двуногий робот на базе Linux выдерживает удары руками и удары мяча

OSU продемонстрировал свой быстрый, двуногий робот ATRIAS, выдерживающий множество ударов руками и мячиками.
ATRIAS работает на ROS и ядре Xenomai Linux в реальном времени.

Исследователи из Лаборатории динамической робототехники Орегонского государственного университета продемонстрировали, что их робот ATRIAS, работающий на Linux, выдерживает значительные удары, сохраняя при этом прохладу.
OSU недавно разместил видео о своих необычных процедурах тестирования на пытки, которые включают в себя удары руками и шквал ловких мячей, как сообщает IEEE Spectrum .
В конце концов, двуногий робот размером с человека сбивается с ног, но не раньше, чем он поглощает много ударов.
Робот защищает себя с помощью таких стратегий, как боковой шаг и прыжок на одной ноге (см. Видео ниже).


ATRIAS выдерживает одновременную атаку

(нажмите на картинку, чтобы увеличить; источник: Государственный университет Орегона)

Робот будет продемонстрирован в DARPA (Финал соревнований по передовым исследовательским проектам в области обороны), который состоится 5-6 июня в Помоне, штат Калифорния. ATRIAS пока не готов принять участие в самом соревновании, но его передовой дизайн ног быть продемонстрировано в специальной презентации.

Устойчивость робота должна окупаться более быстрыми, более гибкими роботами реагирования на бедствия следующего поколения.
Одним из фаворитов нынешнего поколения является недавно автономный робот Atlas Unplugged от Google Boston Dynamics, который используется семью участниками DARPA Robotics Challenge.

Одно из преимуществ ATRIAS перед Atlas и аналогичных конструкций двуногой робототехники - это ее потенциал для большей скорости.
«Consolidate Times» приводит слова руководителя проекта Джонатана Херста, доцента OSU: «Когда этот робот наберет скорость для ходьбы, даже не бегая, он станет самым быстрым двуногим роботом в мире».


АТРИАС принимает один за команду (слева) и избегает препятствий.

(нажмите на картинку, чтобы увеличить; источник: Государственный университет Орегона)

Аббревиатура ATRIAS - «Предположим, робот - это сфера» - относится к динамике инженерной модели «пружинная масса», которая заимствует атрибуты бегущих птиц, таких как курица или страус.
С моделью с пружинной массой робот может ходить и бегать с гораздо большей экономией и эффективностью батареи, чем большинство двуногих ботов.
Это не только потенциально очень быстрый, но и довольно стабильный атрибут, который усиливается по мере того, как он входит в движение, называемое динамическим стоянием.

Механизм с четырьмя стержнями изготовлен из легкого углеродного волокна и предназначен для смягчения удара при каждом ударе по центральному блоку, в котором находится компьютер Linux и другие компоненты.
Легкие голени и бедра уменьшают ударные нагрузки, а «упругие» стеклопластиковые пружины для ног обеспечивают дополнительную подвеску и выполняют функцию накопления механической энергии, согласно исследователям OSU.
ATRIAS, как правило, работает с привязной стрелой, хотя он может перемещаться самостоятельно и в конечном итоге будет полностью автономным.

По словам исследователей, ATRIAS требует совершенно другого типа математики, чем обычно используется для управления роботизированной ходьбой.
Херст и другие исследователи OSU совместно с лабораторией Хартмута Гейера в Университете Карнеги-Меллона разработали уникальные контроллеры для робота, которые позволяют ему маневрировать на препятствиях и бегать со скоростью.
Третья модель ATRIAS используется в лаборатории Джесси Гриззла в Мичиганском университете в дополнение к прототипам OSU и Carnegie Mellon.
Исследования Grizzle сосредоточены на динамическом трехмерном передвижении, которое в конечном итоге позволит роботу работать без привязи.

Как показывают видеоролики, новая схема контроллера робота способна быстро реагировать на неожиданные события и опасности, которые могут возникнуть в аварийной ситуации.
Как показывает статья Херста [PDF] за 2013 год , а также Эндрю Пикема и Даниэль Реньевски из OSU, быстрый отклик частично обусловлен управляющим компьютером, на котором установлено усиленное ядро Xenomai Linux в реальном времени.
Блок управления также использует среду управления с открытым исходным кодом OROCOS и набор инструментов, а также программную среду ROS (Robot Operating System) с открытым исходным кодом.


Архитектура контроллера ATRIAS с беспроводным подключением, компьютер с графическим интерфейсом на основе Xubuntu (вверху) и встроенный блок управления на базе Xenomai (внизу)

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Xenomai широко используется в передовых робототехнических разработках, таких как робот с гидравлическим квадрупетом (Hyq) Итальянского технологического института и лаборатория биороботики EPFL, схожая с четвероногим роботом-гепардом .
Xenomai позволяет системе реагировать на события, придерживаясь строгих временных сроков, которые, в случае несоблюдения, могут привести к отказу системы.

Код робота также охватывает отдельный компьютер с графическим интерфейсом, который обменивается данными с управляющим компьютером по беспроводному соединению.
Компьютер с графическим интерфейсом работает под управлением Xubuntu Linux на основе Ubuntu вместе с ROS.

OSU еще не публично документировал компьютер или другие механические и электронные компоненты прототипа ATRIAS.
Однако дизайн контроллера с открытым исходным кодом может работать на любом компьютере Linux, предпочтительно в форме мини-ПК.
Система контроллера зависит от EtherCAT для внутренних коммуникаций.

ATRIAS атакованы ловкими мячами
ATRIAS получает свои пинки

Дальнейшая информация

Прототип робота ATRIAS будет продемонстрирован на финале DARPA Robotics Challenge , который состоится 5-6 июня 2015 года в Fairplex в Помоне, штат Калифорния.
Дополнительную информацию можно найти на веб-сайте ATUAS Лаборатории Dyamic Robotics OSU .