МОСКВА, 24 марта. /ТАСС/. Ученые Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН (ИПМ РАН) разработали алгоритм преодоления шестиногим роботом препятствия в виде штабеля из трех цилиндров. Полученные данные позволят расширить сферу применения роботов и использовать их в труднопроходимых местах, сообщается в четверг на сайте Российской академии наук.
Шагающие машины и, в частности, инсектоморфные (имеющие несколько ног, схожих по кинематике с ногами насекомых) роботы, теоретически могут успешно преодолевать весьма сложные препятствия, включая, например, подъем по пожарной лестнице. Однако встречающиеся в естественной среде завалы из стволов деревьев бывают очень разнообразными, а при неосторожном поведении бревна могут покатиться под весом робота. Поэтому проблемы выбора опорных точек в процессе преодоления таких препятствий требуют специального исследования.
"В результате проведенного учеными ИПМ РАН исследования была установлена принципиальная возможность преодоления препятствий в виде штабеля из трех бревен, имеющего высоту, существенно превосходящую характерные размеры робота. <...> Сформулированы простые правила, руководствуясь которыми робот может выбирать надежные точки опоры на препятствии и направления действия сил в точках опоры для сохранения равновесия системы. Построены алгоритмы залезания робота на штабели разной высоты", - говорится в сообщении.
Робот моделировался в виде твердого корпуса, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, по бокам которого симметрично прикреплены шесть одинаковых инсектоморфных ног. В своей работе ученые рассмотрели задачу преодоления препятствия в виде штабеля из трех параллельных прямых круговых шероховатых цилиндров, лежащих на горизонтальной плоскости. Равновесие цилиндров должно сохраняться в случае, когда робот наступает на них.
Отмечается, что найти точное математическое решение поставленной задачи несложно, однако такой результат, будучи достаточно громоздким, не представляет практического интереса из-за того, что в реальных условиях параметры цилиндров будут заранее неизвестны, а определить их затруднительно. Из-за неустойчивости системы в целом последовательность действий робота будет зависеть от высоты преодолеваемого штабеля.
Ученые рассмотрели два варианта. В первом из них (низкий штабель) высота препятствия приблизительно совпадает с маршевой высотой робота, а во втором (высокий штабель) она в 1,5 раза превышает маршевую высоту робота. Предложенные алгоритмы формирования движения робота при преодолении указанных препятствий были отработаны средствами компьютерного моделирования. Полученные результаты, как отмечают авторы работы, свидетельствуют о реализуемости предложенного алгоритма.
