¿Qué tan complejo es el algoritmo del robot Cheetah del MIT? ¿Tiene China la capacidad de desarrollar un robot de este tipo?

Gracias por la invitación. De hecho, la respuesta de @佳子峰 básicamente ha aclarado el tema. Haré un breve comentario basado en mi opinión superficial.

El cartel preguntó qué tan grande es el algoritmo de MITCheetah. Me gustaría decir que su algoritmo no es realmente enorme. Al menos no se puede hacer hoy, pero todavía no es posible en China, por lo que. La razón no es el algoritmo.

Después de leer las respuestas de otras personas, creo que también puedes notar la diferencia entre MITCheetah y el guepardo de BDI. El MITCheetah en el tema de la publicación es un robot eléctrico de cuatro patas diseñado y construido por el equipo. de Sangbae Kim, profesor asociado del MIT Biomimetics RobotcsLab. Su idea básica es imitar un guepardo real y lograr una carrera de alta velocidad, por lo que el enfoque actual del equipo es cómo mejorar la velocidad de carrera de MITCheetah.

@佳子峰 resumió los cuatro conceptos de diseño importantes de MITCheetah, todos ellos diseñados para mejorar la velocidad y el tiempo de funcionamiento del robot (eficiencia energética). Para lograr un funcionamiento rápido y mejorar la eficiencia energética, los planificadores de MITCheetah hicieron tres cosas importantes: 1) plan de diseño de la máquina 2) plan de actuador 3) plan de controlador; En el entorno actual, se debe decir que el diseño de la máquina y el plan de implementación son la clave para el éxito o el fracaso del robot. Una vez finalizados el diseño de la máquina y el plan de implementación, el plan del controlador será aún más importante. Permítanme hablar sobre mi propia comprensión de estos tres puntos.

1) Plano de diseño de la máquina

El diseño de la máquina de MITCheetah está inspirado en los animales.

Kim mencionó en una conferencia en CMU que vio un ciervo de patas delgadas saltando felizmente en un video. En ese momento estaba pensando que un ciervo con patas tan delgadas podría soportar un peso tan pesado. puedes saltar con tu propio peso corporal sin romperte las piernas, entonces ¿por qué los robots que tú y yo planeamos usar materiales como aleación de aluminio, acero e incluso fibra de carbono, que son muchas veces más fuertes que los huesos, pero no pueden soportar menos que un gran carga para lograr el salto? ¿Quieres dar un salto? Entonces, después de estudiar los pies de muchas criaturas, descubrió que el antepié de muchas personas adopta el patrón de tendones más carpo, de la siguiente manera:

Así que creía que la estructura del tendón puede reducir la fuerza del impacto, que aumenta bastante. la fuerza de las piernas. Verificó su conclusión mediante análisis de elementos finitos, por lo que diseñó la misma estructura tendinosa del pie y agregó un resorte entre los dos tendones para aumentar un cierto grado de flexibilidad:

Lo anterior es el pie La fuente del final disposición. Como se mencionó anteriormente, el objetivo de la planificación del MIT Cheetah es lograr una carrera rápida, y la carrera rápida se logra mediante el rápido movimiento de las piernas. Para aumentar la velocidad de balanceo y reducir la inercia de las piernas tanto como sea posible, Kim dispuso las principales fuentes de inercia y actuadores (motores) de las piernas en las articulaciones de la cadera, y diseñó articulaciones de las piernas de baja calidad, utilizando varillas similares. en los tendones transmiten energía para activar las articulaciones de la rodilla y la cadera. A través de este tipo de planificación, el centro de gravedad de una sola pierna se controla dentro del círculo de posición del actuador, lo que reduce en gran medida la inercia del balanceo de la pierna. La posición del centro de gravedad se muestra en la siguiente figura CoM:

Además, el diseño de la columna que adopta también es una inspiración al observar mamíferos de cuatro patas. El equipo de investigación planea utilizar un sistema diferencial de propulsión espinal, lo cual es una idea fantástica. Al caminar con un paso de trote (inclinado), las fases de actividad de las dos patas delanteras están exactamente separadas 180 grados y la columna permanece estacionaria. Sin embargo, al caminar con un paso de carrera (sprint), las fases de actividad de las dos patas delanteras. son iguales cuando las patas delanteras se mueven hacia atrás, la columna se dobla al mismo tiempo, logrando el mismo efecto que la columna del guepardo cuando corre. ¿Cuáles son los beneficios de hacer esto? Ahorra esfuerzo. Durante la marcha voladora, las dos patas delanteras se tocan y abandonan el suelo al mismo tiempo. Durante el proceso de carrera, las patas delanteras se balancearán hacia atrás, luego desacelerarán y luego acelerarán hacia adelante. Las piernas se mueven hacia atrás. La energía perdida debido a la desaceleración durante el proceso de balanceo se almacena en la energía potencial elástica de la columna y se libera en la energía cinética de las patas delanteras cuando las patas delanteras se balancean hacia adelante, realizando el uso de energía.

Finalmente, MITCheetah planeó el diseño de la cola, que se inspiró en el guepardo que persigue a su presa. En el proceso de cambiar de dirección, la cola juega un papel vital en el mantenimiento de la estabilidad de la carrera del guepardo. como sigue Imagen:

El equipo de MITCheetah también realizó implementaciones relevantes, demostrando que la participación de la cola puede resistir golpes laterales y puede mejorar su estabilidad lateral. Puede mejorar su estabilidad lateral. Como se muestra en la imagen a continuación, cuando el MITCheetah es golpeado por una pelota en dirección lateral, su cola se balancea para mejorar su estabilidad lateral. De hecho, el principio del movimiento de la cola es muy simple y es la conservación del momento angular.

2) Plan de agencia de implementación

Las características del diseño general de la máquina se mencionan anteriormente. La calidad de todo el diseño de la máquina determina su potencial de funcionamiento a alta velocidad y la capacidad del. La agencia de implementación es la carta de triunfo para lograr verdaderamente correr a alta velocidad. El diseño del motor no está claro a este respecto. Los parámetros básicos de su único motor se enumeran a continuación:

La primera versión de Cheetah utiliza el motor de calidad comercial EmoteqHT-5001, y los parámetros son:

Peso: 1,3 kg

Par máximo: 10 Nm

Pero el motor no podía cumplir con sus requisitos de par máximo, por lo que planearon uno al azar..., El motor Los parámetros que ellos mismos planificaron son:

Peso: 1.067Kg

Par máximo: 30Nm