آشنایی با ربات نابینای Cheetah 3 و مسیر یابی با حس لامسه

یکی از جاذبه‌های علم رباتیک، ساختن تجهیزات مختلفی است که یک ربات کامل را می‌سازد. یکی از این تجهیزات مربوط به مکان‌یابی و پیش‌بینی مسیر است. تجهیزات مکان‌یابی نمی‌تواند تنها GPS یا نقشه باشد. خصوصا اگر ربات برای حرکت در شرایط سخت ساخته شود. استفاده از داده‌های دوربین و حسگرهای نیرو و حس لامسه راه مکملی برای هدایت خودکار ربات است. در این مقاله از مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی با نحوه‌ی مسیر یابی ربات نابینای Cheeta3 آشنا می‌شویم.

ربات نابینای MIT به نام Cheetah

معرفی ربات Cheetah 3

ربات Cheetah 3 یک ربات بدون دوربین است. این ربات بدون استفاده از داده‌های تصویری و با تحلیل داده‌های حسگرهای خود می‌تواند حرکت کند و حتی از پله ها بالا رود. این ربات توسط پژوهشگران MIT ساخته شده است.

تصور معمول ما این است که کارهایی مانند بازی شطرنج در سطح قهرمانی بسیار دشوار است. اما راه رفتن را فرآیندی ساده می‌دانیم. بطوریکه فیلم‌های علمی-تخیلی میزبان ربات‌های دوپا هستند که بدون مشکل می‌دوند. شاید علت این امر توانایی انسان در راه رفتن با چشم بسته است. برای حس کردن عضلات پا نیازی به داده‌های دیداری نداریم اما برای مسیر یابی بینایی و حس لامسه به کمک ما می‌آید و درکی از عملکرد بدن ایجاد می‌شود. با این داده‌ها می‌توانیم پیش‌بینی کنیم با چه نوع حرکتی از میان موانع پیش خواهیم رفت.

در توسعه دسته‌ی ربات‌های Cheetah سرپرست طرح Sangbae Kim، دانشیار مهندسی مکانیک، دانشگاه MIT گروه خود را به سمت تحلیل داده‌های لامسه هدایت می‌کند. این گروه از داده‌های حسگرهای ربات به جای داده‌های بینایی یا دوربین استفاده می‌کنند چرا که دید تصویری رباتیک روش دقیقی نیست. این روش کند است و همچنان در حال توسعه است.

نحوه مسیر یابی ربات Cheetah 3

ربات Cheetah قادر به انجام حرکات بسیاری در جهت روبه‌رو، رو به عقب و چرخش از هر دو سمت است. این ربات با دو نوع الگوریتم جدید موانع اطراف را حس کرده و حرکات خود را بر اساس آن تنظیم می‌کند. این الگوریتم‌ها علاوه بر مکان پاهای ربات از داده‌های شتابسنج و ژیروسکوپ استفاده می‌کنند. این کار ۲۰ بار در یک ثانیه انجام می‌شود. در هر بار محاسبه احتمال تماس یافتن پای ربات با زمین، احتمال حس کردن نیرو در برخورد پا با زمین و احتمال اینکه پا در حال چرخش در هوا باشد محاسبه می‌شود. بر اساس این احتمالات ربات تصمیم می‌گیرد که چه موقع فاز پرتاب کردن پا را برای تماس پا با زمین قطع نماید.

در صورتیکه این داده‌ها ربات را به برداشتن گامی هدایت کند، الگوریتم دوم به ربات خواهد گفت که چه میزان نیرو برای گام برداشتن لازم است. این پیش‌بینی برای نیمی از ثانیه معتبر است و باید به روز شود. برای روشن شدن موضوع در نظر بگیرید یکی از پاهای ربات با سرعت زیاد در سمت چپ در حال گردش است. ربات باید محاسبه کند که چه میزان نیرو در سمت راست برای خنثی کردن این حرکت ناخواسته لازم است. با پیش‌بینی نیروی F الگوریتم‌ها به ربات می‌گویند که نصف ثانیه بعد با این نیروی جدید حرکت چگونه تغییر خواهد کرد.

برای آزمایش کارآمد بودن الگوریتم‌ها گروه ربات را روی یک تردمیل قرار می‌داد. ضرباتی که به طور ناگهانی به ربات وارد می‌شد توانایی الگوریتم‌ها را در حفظ تعادل ربات نشان می‌داد.

آینده‌ی ربات Cheetah3

در حال حاضر گروه از داده‌های دوربین برای تصویرسازی فضای پیرامون استفاده می‌نماید. داده‌های دوربین به طور مستقیم استفاده نمی‌شود. اما گروه در نظر دارد داده‌های حسگر و دوربین را به شکل مکمل استفاده کند. در هر کجا که داده‌های تصویری با خطا مواجه شد استفاده از داده‌های حسگرها جایگزین می‌شود.

این ربات برای حرکت در مکان‌های صعب‌العبور ساخته می‌شود. جست‌و جو در تجهیزات تولید نیرو یکی از این موارد است. این مکان‌ها دارای پله ، لبه‌های تیز و زمین‌های ناهموار است. استفاده از ربات‌ها در برخی عملیات به جای نیروی انسانی کاملا طبیعی است. در صورتیکه این ربات برای عملیات جست و جو نیاز باشد، باید کاملا آماده‌ی عبور از موانع باشد.


بیشتر بخوانیم:

معرفی ربات ANYmal ویژه عملیات جست و جو و امداد و نجات 

پیشگامان علم رباتیک و اختراعات آنان را بشناسیم

کاربرد رباتیک در علوم زیستی: بررسی پاسخ ایمنی بدن به باکتری ‌


«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

ExosNews on Telegram

ما را در تلگرام دنبال کنید!

مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی

عضویت در کانال تلگرام
بستن