Четвероногий робот «Белый носорог» установил рекорд Гиннесса. Забег прошел на испытательном полигоне в Ханчжоу. Робот преодолел стометровую дистанцию за 16,33 секунды, побив предыдущий рекорд в 19,87 секунды, установленный южнокорейским роботом Hound в номинации «самый быстрый четвероногий робот на 100 метров».
«Белый носорог» — плод трехлетнего труда инженеров Центра междисциплинарной механики Чжэцзянского университета (XMECH). Главным своим достижением они считают казавшееся невозможным сочетание в одном устройстве высокой скорости и внушительной грузоподъемности. Решить эту задачу удалось благодаря стратегии «пересечения материи и интеллекта», когда интеллектуальные системы глубоко взаимодействуют с физическим миром, а не остаются в виртуальном моделировании.
Стометровка как демонстрация возможностей выбрана не случайно. В природе такие животные, как носороги или лошади, способны нести свой вес и при этом развивать поразительную скорость. Но для роботов — либо сила, либо стремительность, говорит руководитель команды разработчиков Ван Хунтао.
Стратегия победы
Прорывом, обеспечившим успех «Белого носорога», стал метод полного цикла оптимизации, известный как прямое проектирование. Грубо говоря, это похоже на «пошив одежды по мерке» для робота: перед созданием конструкции моделируется воздействие сил на каждый сустав и «мышцу» в различных ситуациях, чтобы найти глобально оптимальное решение, а не вносить точечные корректировки в уже существующую структуру.
Команда создала чрезвычайно точную динамическую модель и использовала алгоритмы многокритериальной оптимизации для согласованной настройки пропорций робота, характеристик двигателей и редукторной системы. Такой подход дал мощную аппаратную основу.
Приводы суставов с высокой удельной мощностью, которые могут выдавать высокий крутящий момент и быстро реагировать, также разработаны с нуля. Но за настоящей интеллектуальной подвижностью робота стоит система динамического управления на основе алгоритмов обучения с подкреплением.
«Белый носорог» и ранее разработанная в XMECH «Черная пантера» образуют тандем рекордсменов: один олицетворяет ловкость, другой — силу. «Черная пантера» известна своей скоростью, достигающей 10,9 м/с, а «Белый носорог» символизирует более широкое применение инженерных технологий, сочетая скорость и мощь.
«Предельная нагрузка составляет 100 кг, что делает его четвероногим роботом, способным одновременно на высокоскоростной бег и перевозку тяжелых грузов», — отмечает постдок Ханчжоуской международной научно-технической базы Чэн Шаовэнь.
В природе белые носороги, несмотря на огромные размеры, способны развивать скорость до 45 км/ч. «Мы хотели, чтобы он (робот) тоже так мог», — с улыбкой признаются разработчики.
На пути к успеху пришлось преодолеть немало трудностей. В одном из испытаний робот на полной скорости зарылся передней ногой в грязь, и его корпус наклонился почти на 90 градусов. Однако в момент, когда он был на грани падения, благодаря алгоритму реального времени он перераспределил крутящий момент суставов и «спас себя», уверенно устояв на ногах.
Скорость и польза
В день установления рекорда Гиннесса вся команда занималась последними приготовлениями: кто-то устанавливал фотоэлектрические датчики времени, кто-то тщательно измерял дистанцию, кто-то выверял положение камер, а кто-то просто молча наблюдал за индикаторами состояния «Белого носорога». Все понимали, что этот забег — не просто проверка технологий, но и публичное заявление о возможностях, сделанное после лет упорной работы, множества неудач и бесчисленных итераций.
На этот раз робот не упал в грязь лицом.
«Это не финиш, а новый старт», — заявил научный сотрудник Ханчжоуской международной научно-технической базы Цзинь Юнбинь.
Создатели надеются, что их детище найдет широкое применение — от спасательных операций в зонах бедствий до транспортировки грузов в экстремальных условиях — и тогда «быстрый бег» станет «полезным бегом».
Робот-гуманоид установил баскетбольный мировой рекорд: видео
Новый робот побил рекорд по скорости сборки кубика Рубика: видео
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram