스마트 반응 휠 시스템 덕분에 이 4족 보행 로봇이 평균대를 다루는 모습을 시청하세요

Mar 21, 2023

Carnegie Mellon University의 로봇 공학 연구소와 기계 공학과의 연구원들은 Spot과 같은 4족 보행 로봇이 까다로운 밸런스 빔 지형을 다룰 수 있도록 돕는 방법을 찾아냈습니다. 활성 반응 바퀴를 등에 묶어두는 것입니다.

"이 실험은 엄청났습니다."라고 카네기 멜론 로봇 탐사 연구소의 수석 저자이자 책임자인 Zachary Manchester는 말합니다. "이전에 로봇을 이용해 평균대 걷기를 성공적으로 수행한 사람은 아무도 없을 것 같습니다."

평균대를 따라 걷는 것은 인간에게는 까다로운 작업이지만 로봇에게는 훨씬 더 어려운 작업입니다. 오류가 발생할 여지가 거의 없으며 넘어질 곳도 없습니다. 그리고 두 개가 아닌 네 개의 다리로 작업하는 경우 작업이 훨씬 더 어려워집니다. "현재 제어 방법을 사용하면 네 발 달린 로봇의 몸과 다리가 분리되어 움직임을 조정하기 위해 서로 말하지 않습니다."라고 맨체스터는 설명합니다. "그렇다면 어떻게 균형을 개선할 수 있을까요?"

솔루션은 소프트웨어와 하드웨어를 포괄하는 두 부분으로 구성됩니다. 즉, 로봇의 등에 고정된 한 쌍의 반응 휠 액추에이터(RWA)와 바퀴를 사용하여 다리와 독립적으로 로봇의 각운동량을 제어할 수 있는 새로운 제어 기술입니다.

우주에서 위성을 원격 제어하는 ​​데 사용되는 RWA 접근 방식에 대해 Manchester는 "기본적으로 모터가 부착된 큰 플라이휠을 갖게 됩니다."라고 말합니다. "무거운 플라이휠을 한 방향으로 돌리면 위성이 다른 방향으로 회전하게 됩니다. 이제 그것을 가져다가 네 발 달린 로봇의 몸에 올려보세요."

상업용 Unitree A1 4족 보행 로봇에서 개념을 테스트한 결과, 팀은 2개의 RWA가 몸체의 방향을 지정하고 로봇의 민첩성을 높이는 데 충분하며 제어 소프트웨어에서 간단한 자이로 스타트로 처리되어 모델 예측에 쉽게 추가될 수 있다는 사실을 발견했습니다. 제어 알고리즘.

시뮬레이션을 통해 로봇이 낙하 방향에 관계없이 항상 고양이처럼 항상 발로 착지할 수 있는 시스템이 이론적으로 가능하다는 것이 입증되었으며, 물리적 테스트에서는 수정된 로봇이 침착하게 평균대를 다루도록 했습니다.

맨체스터는 "네 발 달린 동물은 로봇의 차세대 대세"라고 예측합니다. "앞으로 몇 년 안에 야생에서 더 많은 동물을 보게 될 것 같아요."

이 팀의 작업은 2023년 ICRA '23(International Conference on Robotics and Automation)에 승인되었으며 공개 액세스 PDF 다운로드로 제공됩니다.