İki Bacaklı, İnsan Biçimli Robot Üzerinde Çalışan Mühendisler

Mühendisler, bir şeyi iterek dengesini korurken kuvvete sahip olan iki bacaklı, insan benzeri bir robot geliştirmek için çalışıyorlar. MIT ve Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign’deki bir ekip, bir teleoperated robotun dengesini kontrol etme yöntemini başarıyla buldu. Bu, insan benzeri robotların zor ortamlarda yüksek etkili görevleri tamamlamasında kritik bir rol oynayacak.

Ekibin oluşturduğu robot, “işlenen bir gövde ve iki bacak” sahiptir. İnsanlar, bir vest giyerek robotu uzaktan kontrol edebilirler ve bu vest, insanın hareketleri ve zemin tepki kuvvetleri hakkında bilgi iletir.

İnsan operatör, robotun lokomosyonunu kontrol edebilir ve vest, insana robotun hareketlerini hissettirir. Örneğin, robot düşmeye veya dengesini kaybetmeye başladığında, insan vestte bir çekme hisseder ve bu, insana robotu düzeltme fırsatı verir.

Yapılan deneylerde ve testlerde, insanlar robotun dengesini başarılı bir şekilde korudular, hatta robotla birlikte zıpladılar ve yerinde yürüdüler.

Joao Ramos, MIT’de bir postdoc, yeni yaklaşımı geliştirdi.

“Ağır bir sırt çantasıyla koşmak gibi – sırt çantasının etrafında nasıl hareket ettiğini hissedebilirsiniz ve uygun şekilde telafi edebilirsiniz” diyor. “Şimdi, ağır bir kapı açmak istiyorsanız, insan robotu kapıya doğru fırlatabilir ve açabilir, dengesini kaybetmeden.”

Ramos, şu anda Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign’de yardımcı profesör ve çalışmayı Science Robotics’te yayınladı. MIT’de mekanik mühendislik bölümünde yardımcı profesör olan Sangbae Kim, çalışmanın ortak yazarı.

Araştırma ayrıca Hon Hai Precision Industry Co, Ltd. ve Naver Labs Corporation tarafından kısmen desteklenmiştir.

Önceki Çalışma

Kim ve Ramos daha önce, Yüksek Verimli Robotik Mekanizmalar ve Elektromekanik Sistem (HERMES) adlı iki bacaklı bir robota sahipti ve teleoperasyon yoluyla bir operatörü taklit etme yöntemleri üzerinde çalıştılar. Araştırmacılara göre, bu çalışma yöntemi insanlara avantajlar sağlar.

“Çünkü bir insan öğrenmeyi ve adaptasyonu hızlı bir şekilde yapabilir, bir robot daha önce hiç uygulamadığı hareketleri gerçekleştirebilir [teleoperasyon yoluyla]” diyor Ramos.

HERMES, certain actions gibi hareketleri gerçekleştirebiliyordu, Örneğin, bir fincanın içine kahve dökme, bir balta ile odun kesme ve bir yangın söndürme aparatı kullanarak yangını söndürme. Bu hareketler, robotun üst vücudunun kullanımını gerektirir ve algoritmalar, robotun uzuv konumlandırmasını operatörünkiyle eşleştirir. HERMES’in yüksek etkili eylemleri gerçekleştirebilmesinin tek nedeni, sabit bir konumda olmasıdır, bu da dengesini korumayı çok daha kolaylaştırır. Herhangi bir adım atılması, muhtemelen robotun düşmesine neden olacaktı.

“Yüksek kuvvete sahip olmak veya ağır nesneleri hareket ettirmek için, sadece hareketleri kopyalamak yeterli olmayacaktı, çünkü robot kolayca düşecekti” diyor Kim. “Operatörün dinamik dengesini kopyalamamız gerekiyordu.”

Küçük Hermes

Ekibin geliştirdiği Küçük HERMES, orijinalinin bir miniaturüdür. Robot, ortalama bir yetişkin insanın yaklaşık üçte biri boyundadır. Bir gövde ve iki bacak ile oluşturuldu ve özellikle alt vücuta bağlı hareketleri ve dengesini test etmek için geliştirildi.

Küçük HERMES, teleoperasyon kullanır ve operatör, robota kontrol etmek için bir vest giyebilir.

İnsan hareketlerini taklit etmek bir şeydi, ancak dengesini taklit etmek daha zordu. Takım, dengenin iki ana yönü olduğunu belirledi: bir kişinin kütle merkezi ve basınç merkezi.

Ramos, bir kişinin dengesinin, kütle merkezi ile basınç merkezi arasındaki ilişkiye bağlı olduğunu buldu.

Verileri yoğunlaştırarak ve birkaç model geliştirerek, testlere başladılar ve sonunda Küçük HERMES için kullanacakları bir model buldular.

Küçük HERMES, vest aracılığıyla kontrol edilebiliyordu ve Ramos, robotun hareketlerini hissedebiliyordu. Yapılan testlerden biri, Küçük HERMES’in bir çekiçle vurulması ve Ramos’un vestin robotun hareket ettiği yönde çekildiğini hissetmesiydi. Ramos, bu hareketi direnerek, robotun dengesini korumasına ve düşmemesine yardımcı olabilecekti.

Kim ve Ramos, tam vücutlu bir insan benzeri robot geliştirmeye devam etmeyi planlıyorlar. Umarlar ki bir gün, felaket bölgelerinde çalışarak kurtarma görevlerine yardımcı olabilecekler.

“Şimdi, ağır kapı açma, kaldırma veya ağır nesneleri atma gibi hareketleri, dengesini korurken gerçekleştirebiliriz” diyor Kim.