Il robot a quattro zampe che affronta i terreni sconnessi

I ricercatori del MIT hanno sviluppato un sistema che migliora la velocità e l’agilità dei robot a quattro zampe sulle superfici irregolari, che potrebbero così trovare impiego nelle missioni di soccorso.

Per un ghepardo è normale saltare tra le buche di un terreno accidentato. Per un robot un po’ meno. Finora. I ricercatori del MIT hanno sviluppato un sistema che migliora la velocità e l’agilità dei robot a quattro zampe nell’affrontare percorsi con rapidi cambiamenti di elevazione.

Il nuovo sistema di controllo è diviso in due parti: una elabora l’input in tempo reale da una videocamera montata sulla parte anteriore del robot e l’altra traduce tali informazioni in istruzioni su come il robot dovrebbe muovere il proprio corpo. I ricercatori hanno testato il loro sistema sul mini ghepardo del MIT, un robot potente e agile costruito nel laboratorio di Sangbae Kim, professore di ingegneria meccanica.

La soluzione non richiede la mappatura anticipata del terreno, quindi il robot può andare ovunque. L’uso di due controller separati che lavorano insieme rende il progetto particolarmente innovativo: il controller di alto livello è una rete neurale che “impara” dall’esperienza, mentre quello di basso livello si fonda su una serie di equazioni fisiche concise che descrivono il movimento del robot.

Gli scienziati hanno utilizzato un metodo per tentativi ed errori, noto come apprendimento per rinforzo, per addestrare il controller di alto livello. Hanno condotto simulazioni del robot in esecuzione su centinaia di diversi terreni discontinui e lo hanno premiato per gli attraversamenti riusciti. Nel tempo, l’algoritmo ha appreso quali azioni hanno massimizzato la ricompensa. Successivamente è stato messo alla prova lo schema di controllo su un terreno sconnesso costruito in laboratorio e il mini ghepardo ha attraversato con successo il 90% dei terreni.

In futuro, i ricercatori sperano di montare un computer più potente sul robot, in modo che possa eseguire tutti i suoi calcoli a bordo, e di migliorare lo stimatore di stato dper eliminare il motion capture. Inoltre, vorrebbero ottimizzare il controller di basso livello in modo che possa sfruttare l’intera gamma di movimento del robot e perfezionare il controller di alto livello così che funzioni bene nelle diverse condizioni di illuminazione.

Fonte: https://news.mit.edu/2021/one-giant-leap-mini-cheetah-1020