Роботы смогут передвигаться благодаря хаосу

Готтингенские ученые разработали автономного робота, который может менять походку.

И все благодаря использованию так называемого «контроля за хаосом».

У людей и животных ходьбой и дыханием управляют маленькие нервные цепи под названием «центральные генераторы упорядоченной активности» (CPG). Ученые применили данный принцип и в разработке гуляющих роботов.

До настоящего момента для воссоздания каждой новой походки был необходим отдельный CPG. Об окружающей среде робот собирает информацию с помощью нескольких датчиков, оповещающих о препятствиях или склонах на пути. А далее происходит выбор соответствующего CPG-управления походкой.

И вот последняя разработка ученых нуждается всего в одном CPG для любой ситуации, который позволяет производить любую походку, а также гибко переключаться между ними.

Новинка — крошечная сеть, состоящая из двух элементов цепи. Секрет ее функционирования заключается в так называемом «управляемом хаосе». Неуправляемый CPG производит хаотическую активность. И, тем не менее, ей можно управлять с помощью входов датчика в периодической модели, определяющей походку. В зависимости от сенсорного входного сигнала производятся разные модели и разные же походки.

Связь между сенсорными устройствами и CPG может быть предустановленной либо изученной роботом. Чтобы показать, как это работает, ученые используют ключевой пример: по наклонной поверхности робот может идти с настолько небольшой входной энергией, насколько это вообще возможно. Как только он достигает наклона, сенсор дает понять, что потребление энергии слишком высокое. Далее устанавливается связь между сенсором и контрольным входом CPG для того, чтобы подобрать необходимый тип походки, позволяющий расходовать меньше энергии. Как только наиболее соответствующий тип подобран, робот применяет его, а в следующий раз уже без остановки перейдет к нужной походке.

В дальнейшем робота оснастят запоминающим устройством, которое позволит завершить движение даже после того, как прекратит существование сенсорный вход. Чтобы пройти препятствие, например, роботу необходимо сделать большой шаг каждой из 6 ног. «В настоящее время робот теряется, как только препятствие пропадает из виду — он больше не знает, какую походку использовать в таком случае», сообщил Марк Тимм из института динамики и самоорганизации Макса Планка. «Как только робот будет оборудован моторной памятью, он сможет заранее планировать движения».

23.02.2010