Mühendisler İki Bacaklı, İnsan Biçiminde Robot Üzerinde Çalışıyor

Mühendisler, bir şeyi iterek dengesini korurken kuvvet uygulayabilen iki bacaklı, insan benzeri bir robot geliştirmek için çalışıyorlar. MIT ve Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign’deki bir ekip, bir teleoperasyon robotunda dengenin kontrol edilmesini başardı. Bu, insan benzeri robotların zor ortamlarda yüksek etkili görevleri tamamlamasında kritik bir rol oynayacak.

Ekibin yarattığı robot, “makine gövdesi ve iki bacak” sahiptir. İnsanlar, bir insanın hareketini ve zemin reaksiyon kuvvetleri hakkında bilgi ileten bir yelek giyererek robota uzaktan kontrol edebilirler.

İnsan operatör, robotun lokomosyonunu kontrol edebilir ve yelek, insana robotun hareketlerini hissettirir. Örneğin, robot devrilmeye veya dengesini kaybetmeye başladığında, insan yelekte bir çekme hisseder. Bu, insana robotu yeniden ayarlayıp dengesini sağlamasına olanak tanır.

Yapılan deneyler ve testlerde, insanlar robotun dengesini erfolgreich bir şekilde korudular, hatta robotla birlikte zıplarken ve yerinde yürürken.

MIT’den Joao Ramos, yeni yaklaşımı geliştirdi.

“Ağır bir sırt çantasıyla koşmak gibi – sırt çantasının etrafında nasıl hareket ettiğini hissedebilir ve uygun şekilde telafi edebilirsiniz” diyor. “Şimdi bir kapı açmak istiyorsanız, insan robota vücudunu kapıya atmasını ve kapıyı açmasını emredebilir, dengesini kaybetmeden.”

Ramos, şu anda Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign’de yardımcı doçent ve Science Robotics dergisinde çalışmayı yayınladı. MIT’den mekanik mühendisliği yardımcı doçenti Sangbae Kim, çalışmanın ortak yazarı.

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

Önceki Çalışma

Kim ve Ramos daha önce, Yüksek Verimli Robotik Mekanizmalar ve Elektromekanik Sistem (HERMES) adlı iki bacaklı robota sahipti ve ayrıca bir operatörü taklit etme yöntemleri üzerinde çalıştılar. Araştırmacılara göre, bu çalışma yöntemi insanımsı avantajlara sahiptir.

“Çünkü uçucu olarak öğrenip adapte olabilen bir kişi varsa, bir robot daha önce hiç uygulamadığı hareketleri gerçekleştirebilir [teleoperasyon yoluyla]” diyor Ramos.

HERMES, belirli eylemleri gerçekleştirebildi, Örneğin, bir fincanın içine kahve dökme, bir balta ile odun kesme ve bir yangın söndürme tüpü kullanarak yangını söndürme. Bu eylemler, robotun üst vücudunun kullanılmasını gerektirir ve algoritmalar, robotun uzuv konumlandırmasını operatörünkiyle eşler. 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 devrilmesine neden olacaktı.

“Yüksek güçler üretmek veya ağır nesneleri hareket ettirmek için, sadece hareketleri kopyalamak yeterli olmayacağını anladık, çünkü robot kolayca düşecekti” diyor Kim. “Operatörün dinamik dengesini kopyalamamız gerekiyordu.”

Küçük Hermes

Ekibin geliştirdiği Little HERMES, orijinalinin bir minyatürüdür. Robot, ortalama bir yetişkin insanın yaklaşık üçte biri büyüklüğündedir. Bir gövde ve iki bacak ile oluşturuldu ve özellikle alt vücuta bağlı eylemleri test etmek için geliştirildi, bunlar arasında lokomosyon ve denge yer alıyor.

Little HERMES, teleoperasyonu kullanır ve operatör, robota kontrol etmek için bir yelek giyer.

İnsan hareketlerini taklit etmek bir şeydi, ancak dengesini taklit etmek daha zordu. Ekibin dengenin iki ana yönü olduğunu tespit etti: bir kişinin kütle merkezi ve basıncı.

Ramos, bir kişinin dengesinin, kütle merkezinin basıncın merkezine göre belirlendiğini buldu.

Verileri yoğunlaştırarak çeşitli modeller geliştirdikten sonra, testlere başladılar. Sonunda Little HERMES için kullanacakları bir model buldular.

Little HERMES, yelek aracılığıyla kontrol edilebiliyordu ve Ramos, robotun hareketlerini hissedebiliyordu. Testlerden biri, Little HERMES’in bir çekiçle vurulmasını içeriyordu ve Ramos, robotun hareket ettiği yönde yeleğin çekildiğini hissetti. Ramos hareketi direndiğinde, robot da onu takip etti ve dengesini korudu, böylece düşmekten kaçındı.

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

“Şimdi, ağır kapı açma, kaldırma veya ağır nesneleri fırlatma gibi işlemleri, uygun denge iletişimi ile gerçekleştirebiliriz” diyor Kim.