Движение в движении:
Последние новости и события

Роботы на ногах с улучшенной адаптацией к местности

Mobile robots can assist humans in performing exploration and rescue tasks in dangerous environments and have broad application prospects in fields such as mountain transportation, firefighting and rescue, geological exploration, and military operations. Mobile robots are mainly categorized into wheeled robots, tracked robots, and biomimetic legged robots. 事行动等领域有广阔的应用前景。移动机器人主要分为轮式机器人、履带式机器人和仿生足式机器人。

Среди них роботизированные системы на ногах имеют лучшую адаптивность к местности и стабильность движений по сравнению с другими типами; они могут двигаться с высокой скоростью по ровной поверхности, а также приспосабливаться к сложным рельефам, таким как холмы, травяные равнины и неровные песчаные поверхности.

Бионические роботы-ноги делятся на двуногие, четвероногие, шестиногие и другие многоногие роботы. В отличие от двуногих роботов, которые балансируют на одной ноге при ходьбе, четвероногие бионические роботы имеют как минимум две точки контакта с землёй, достигая почти полного баланса, когда все четыре ноги находятся на земле. Поэтому четвероногие и шестиногие роботы обладают лучшими способностями к контролю за балансом на сложных terrains. Благодаря своей лучшей стабильности и грузоподъёмности многоногие роботы с большей вероятностью будут интегрированы в нашу жизнь раньше.

Системы захвата движения способствуют разработке многоногих роботов.

Исследование и разработка биомиметических многоногих роботов является комплексным и широко применимым научным проектом, который включает в себя анализ биомиметики животных, кинематики, динамики, механического проектирования роботов, планирования походки, моделирования движений и управления в рамках нескольких дисциплин. Изучая строение тела и функциональные механизмы четвероногих организмов и используя теории кинематики и динамики, можно определить приводные механизмы и механические структуры биомиметических четвероногих роботов. Основываясь на процессе движения четвероногих животных, можно периодически планировать походку биомиметических четвероногих роботов. Сигналы, получаемые различными датчиками, обрабатываются системой управления, которая затем предоставляет обратную связь для сервомоторов на суставах биомиметического четвероногого робота, поддерживая стабильность во время ходьбы. Планирование походки и управление являются основными элементами в процессе проектирования биомиметического четвероногого робота и являются предпосылками для практического использования многоногих роботов.

Для улучшения эффективности и внедорожных возможностей механической ходьбы разработчики используют методы корреляционного анализа, основанные на животных, таких как козы и гепарды, которые обладают отличной стабильностью и способностями к перемещению в неструктурированных условиях. Они анализируют координацию между суставами животных и применяют их механизмы движения и модели поведения к изучению ходьбы четырехногих роботов. Технология захвата движения используется для фиксации отражающих маркеров в ключевых точках на телах животных во время движения, что позволяет получить 3D пространственные координаты маркеров. После обработки получаются различные параметры движений конечностей животных, включая частоту шагов, длину шага, скорость ходьбы, длину шага, ширину шага, фазу поддержки, фазу swing, углы суставов и угловые скорости. Эти параметры используются для исследования кинематических характеристик движения животных, таких как временные закономерности разных манер ходьбы и изменения в смещении суставов и угловом движении суставов.

Дополнительно, используя систему 3D захвата движения в сочетании с информацией от собственных датчиков робота, динамические параметры робота могут быть получены в реальном времени для анализа и планирования походки. Запланированная походка затем передается в управляющую систему робота, которая контролирует сервомоторы для управления движением робота и корректирует его posture в реальном времени. Используя оптическую 3D систему захвата движения NOKOV, абсолютные позиции ключевых точек на теле робота могут быть зафиксированы в системе мировых координат. При помощи SDK системы захвата движения для передачи данных в реальном времени обеспечивается обратная связь, чтобы робот мог анализировать и обрабатывать информацию. Система также может извлекать информацию о координатах маркерных точек в оффлайне, получая позицию и posture робота, а также проверяя надежность робота и алгоритмов управления.

Исследователи как на国内, так и за границей все активнее разрабатывают многоногие роботы. Среди них продукты с более высоким уровнем зрелости – это многоногие роботы компании Boston Dynamics. Робот Little Dog, разработанный Boston Dynamics, является典型ным представителем четвероногих роботов. Каждая нога робота Little Dog имеет 3 степени свободы, а движения суставов приводятся в движение сервомоторами. Чтобы сосредоточить исследования на управлении походкой и улучшить способность робота преодолевать ухабистую местность, исследователи используют оборудование робота для идентификации особенностей его окружающей 3D-среды и построения карты окружения. Они также создали систему захвата движения, состоящую из нескольких камер, чтобы определить абсолютное положение и ориентацию робота в мировой координатной системе, используя маркеры, размещенные на роботе.

NOKOV увеличивает исследовательские и опытно-конструкторские возможности отечественных университетов.

Реализация экспериментальной системы кластера интеллектуальных агентов требует одновременной локализации нескольких агентов в помещении, и из-за ограниченного пространства в помещении требуется высокая точность локализации.

Проект гексподного робота Шанхайского университета Цзяо Тун

NOKOV工程师在长9米宽6米的空间内，架设了8个Mars 2HMotion Capture Cameras，以60Hz的Sampling Frequency捕捉机器人“躯干”和“四肢”关节上的反光标志点，得到各标志点三维坐标，确定相互间位置，从而获取动态运动学数据。动作捕捉完毕后，利用Seeker软件对捕捉数据进行三维重建通过动作捕捉系统自带的 SDK把这些数据实时广播，机器人团队进行实时的分析和反馈，得以确认六足机器人各足的姿态，实现六足的校准标定以及各腿间的动作协调。

Проект четырехлапого бионического робота Шаньдунского университета

На испытательном полигоне национальной базы по реагированию на чрезвычайные ситуации при землетрясениях инженеры NOKOV установили 12 камер NOKOV Mars 2H на штативах на открытой площадке длиной 14 метров и шириной 8 метров. Рефлекторные маркеры были прикреплены к суставам "туловища" и "конечностей" биомиметического робота. Движение робота фиксировалось с частотой дискретизации 60 Гц, а пространственные координаты каждого сустава экспортировались с субмиллиметровой точностью. Затем пользователи импортировали эти данные в специализированные инструменты анализа для подтверждения позы робота и разработки планов по улучшению походки.