두 발로 걷고 날 수 있는 로봇, 거친 지형을 탐색하기 위해 걸음과 비행을 결합하다

캘테크의 연구자들이 걸음과 비행을 결합하여 새로운 유형의 이동을 가능하게 하는 두 발로 걷는 로봇을 개발했습니다. 이 새로운 결합은 로봇이 복잡한 동작을 수행할 수 있도록 합니다.

로봇은 걸음로 걷는 로봇과 비행하는 로봇의 혼합으로, LEONARDO 또는 간단히 LEO라고 합니다. 그것은 슬랙 라인 위를 걸을 수 있고,跳び上がることができ、스케이트보드를 탈 수 있습니다.

로봇은 캘테크의 자율 시스템 및 기술 센터(CAST)의 팀에 의해 개발되었으며, 첫 번째로 다관절 다리와 추진기 기반 추진기를 사용하여 균형을 제어하는 로봇입니다.

이 연구는 10월 6日に Science Robotics에 발표되었습니다.

Soon-Jo Chung는 해당 저자의 저자이자 Bren 교수입니다.

“우리는 자연에서 영감을 얻었습니다. 새가 전화선 위를 걸으며 비행하는 방식을 생각해 보십시오. 새가 걸음과 비행을 결합하여 복잡하지만 매력적인 행동을 하는 방식입니다. 우리는 그것을 이해하고 배우고 싶었습니다.”라고 충은 말합니다.

“제트 슈트를 착용한 사람이 着陸 또는 이륙할 때 다리와 발을 제어하는 방식과 LEO가 분산된 추진기 기반 추진기와 다리 관절의 동기화된 제어를 사용하는 방식에는 유사성이 있습니다. 우리는 걸음과 비행의 인터페이스를 동역학 및 제어 관점에서 연구하고 싶었습니다.” 충은 추가합니다.

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두 발로 걷는 로봇

두 발로 걷는 로봇은 실제 지형을 탐색하기 위해 인간과 같은 동작을 사용합니다. 이러한 동작에는 달리기 또는 뛰기가 포함될 수 있습니다. 그러나 거친 지형은 이러한 동작을 수행하기 어렵게 만듭니다. 비행 로봇은 같은 거친 지형을 쉽게 탐색할 수 있지만, 비행 중에 높은 에너지 소비와 제한된 페이로드 용량으로 인해 제한됩니다.

Kyunam Kim는 캘테크의 박사 후 연구원이며 논문의 공동 저자입니다.

“다중 모드 이동이 가능한 로봇은 전통적인 로봇보다 어려운 환경을 더 효율적으로 탐색할 수 있습니다. 특히, LEO는 기존 로봇 시스템에서 일반적으로 얽히지 않은 공중 및 두 발로 걷는 이동의 두 영역 사이의 간격을 메우려고 합니다.” 김은 말합니다.

하이브리드 운동 개발

연구자들은 걸음과 비행 사이의 하이브리드 운동을 사용하여 이를 해결하려고 했습니다. LEO에는 추진기에 부담을 줄여주는 가벼운 다리가 있습니다.

Patrick Spieler는 논문의 공동 저자입니다.

“LEO는 장애물에 따라 걸음 또는 비행을 선택하거나 둘 다 사용할 수 있습니다. 또한, LEO는 인간에게도 어려운 동작을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 슬랙 라인 위를 걸을 수 있고, 스케이트보드를 탈 수 있습니다.” 스피엘러는 말합니다.

LEO는 2.5 피트 높이로, 세 개의 관절이 있는 두 개의 다리와 어깨에 부착된 네 개의 추진기가 있습니다. LEO의 추진기는 로봇이 걷을 때 직립을 유지하는 데 도움이 됩니다. 다리 작동기는 로봇의 중 心을 앞으로 이동시키기 위해 다리의 위치를 변경하며, 이것은 동기화된 걷기와 비행 제어기를 사용하여 수행됩니다. LEO가 비행할 때, 그것은 드론처럼 작동하며 추진기만 사용합니다.

Elena-Sorina Lupu는 캘테크의 대학원생이며 논문의 공동 저자입니다.

“LEO의 추진기 덕분에 로봇을 강하게 밀어붙이거나戳도 로봇이 쓰러지지 않습니다.” 루푸는 말합니다.

팀은 LEO의 성능을 향상시키기 위해 더 강한 다리 설계를 개발하고, 추진기의 추진력을 증가시키고, 새로 개발된 드론 着陸 제어 알고리즘을 장착하려고 합니다.

“현재, LEO는 걷는 동안 추진기를 사용하여 균형을 유지하므로 에너지를 비효율적으로 사용합니다. 우리는 다리 설계를 개선하여 추진기의 최소한의 도움으로 걷고 균형을 유지하도록 할 계획입니다.” 루푸는 말합니다.