Двигаясь в направлении внедрений инновационных технологий, мы направили свои силы в область робототехники и достигли первых успехов в разработке шагающего робота.

Если Вы интересуетесь робототехникой, приглашаю в серию статей о наших разработках.

Одной из наиболее интересных и сложных задач в робототехнике является разработка шагающего человекоподобного робота. А самыми сложными задачами движения тут являются системы и алгоритмы управления ходьбой.

Цель новых разработок в данном направлении:

– постоянное улучшение интеллектуальных систем управления роботов для создания динамичной стабильной походки с минимальными затратами энергии на передвижение,

– Разработка систем управления движением по поверхностям со сложным рельефом, движение по ступеням, преодоление препятствий.

Свою статью я посвящаю технологиям, воплощенным в систему управления нашего первого робота Триол РТ01 и решающим задачу движения.

С точки зрения управления он представляет собой сложный кинематический механизм, построенный по подобию человека с учетом соотношений, оптимальных для реализации движения и взаимодействия с окружающим миром.

Кинематические звенья механизма соединяются в суставах с различным количеством степеней свободы, позволяющих реализовать сложные движения аналогичные человеку. В нашей системе реализовано 25 суставов с общим количеством степеней свободы – 25 (не считая кистей). Для управления суставами применены электроприводы нашей разработки.

Управление ходьбой робота сводится к взаимосвязанному управлению 12-ю суставами по заданию угла или момента. Задания рассчитываются исходя из закона движения Триол РТ01 и на основании моделирования походки (это отдельная история, если интересно можно узнать побольше поработав у нас).

Управление системой необходимо осуществлять в режиме реального времени. И поскольку, кроме суставов ног и таза, у робота есть комплекс приводов для управления верхней частью (на его борту расположено большое количество датчиков обратной связи и сенсоров), следовательно требования достаточно жесткие в части скорости вычислений и обмена информацией.

Для этого мы разработали следующее:

Система управления состоит из 2 мощных одноплатных компьютеров, которые управляют роботом по иерархическому принципу. Контроллер верхнего уровня решает интеллектуальные задачи поведения. Процессор нижнего уровня решает задачи подсистем планирования и стабилизации движения, шагания и манипулирования телом робота.

Помехозащищенный канал связи нашей разработки исключает влияние помех и позволяет осуществлять обмен информацией между 40 устройствами со скоростью до 2 Мбит/с.

Система обрабатывает данные от 50 датчиков и в режиме реального времени и управляет 25 исполнительными механизмами.

Общую структуру можно увидеть ниже.

Структура робота Триол

Пример движения робота можно посмотреть на видео. https://youtu.be/-y_dQilmFa0 Дальнейшие усилия нашей команды сосредоточены на разработке алгоритмов удержания равновесия при движении, их программировании и отработке на реальном Триол РТ01.

О других решенных задачах для запуска движении робота Триол и наших новых разработках узнаете из дальнейшего цикла статей.

P.S. Если Вы серьёзно интересуетесь робототехникой и имеете опыт создания аналогичных проектов (возможно для себя), мы приглашаем Вас стать частью нашей команды. Ищем талантливых специалистов: программиста С/С++ и инженера-алгоритмиста.

Преобразуйте мир с нами!