ディズニーは歩行ロボットの開発を自動化しました

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Anonim
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ディズニー研究所のエンジニアは、ユーザーが指定した動きを実行できるロボットを独自に設計できるシステムを開発しました。 IEEE Transactions on Roboticsの著者によると、人は体と下肢の動きの軌道を設定する必要があります。その後、システムは標準部品のライブラリから適切な設計を作成します。

多くの場合、産業用および研究用ロボットは、モーター、ハウジング、および接続メカニズムで構成される標準モジュールから構築されます。これにより、ロボットの再構成を簡素化することと、シリアルロボットの場合は製造コストを削減することの2つの問題を一度に解決することができます。ただし、標準部品を組み合わせて管理する方法を考案するには、経験豊富なエンジニアと、さまざまな設計を組み立ててデバッグするための多くの時間と労力が必要です。

山根克が率いるディズニーリサーチのエンジニアグループは、ロボットの開発を簡素化し、必要な動きの高レベルの説明に基づいて、ロボットを可能な限り単純に開発するためのアルゴリズムを教えました。まず、著者は3D印刷されたケース、サーボ、接続メカニズムで構成される6つの基本モジュールのライブラリを作成し、これらの要素のコンピューターモデルも作成しました。

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ロボットを作成するためのモジュール

ユーザーは、モジュールを自分で単一の構造に構成する必要はありません。代わりに、手足の数とその端の望ましい軌道、および通常はロボットの本体にある重心を指定します。モジュールを単一のロボットに結合するために、検索ツリーに基づくアルゴリズムが使用されます。彼はモジュールを取り、与えられた軌道内のポイントに到達するために必要な仮想継続でそれを補完します。

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ユーザー定義の軌道に沿って移動できる構造の例

その後、アルゴリズムはモジュラスと仮想継続の寄与を計算し、マニピュレータの仮想部分の寄与が最小になる構造を選択します。次のステップでは、アルゴリズムは新しいモジュールを追加し、実際のモジュールのみで構成される構造が指定された動きを実行できるようになるまで、同様の手順を実行します。

開発者は、ロボット工学でよく使用される2種類の仮想モデル(マニピュレーターと歩行ロボット)でアルゴリズムの動作をテストしました。その後、彼らは4本の足を持つ2つのリアルロボットを作成しました。犬のロボットの類似物と、3本の足で立ってもう1本を犠牲にして動く四面体ロボットです。

2015年、Disney Researchのエンジニアは、標準モジュールからロボットを作成し、半自動モードでその形態を考慮したロボット歩行を作成できる同様のシステムを作成しました。そして最近、山根克が率いるエンジニアのグループが、ロボット作成者が歩行ロボットのアルゴリズムを開発しないようにする別の開発を発表しました。彼らは、人間の介入なしに、ロボットが独立して歩行を学び、手足の数と形状の変化に適応できるようにするアルゴリズムと学習環境を作成しました。

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