Minaturní létající robot z Massachusetts Institute of Technology dokáže díky novému řídicímu systému provádět rychlé obraty a opakované přemety s obratností připomínající hmyz. V experimentech dosáhl maximální rychlosti 1,97 metru za sekundu, což představuje nárůst o 447 procent proti dosavadnímu výsledku stejného typu robota. Zrychlení se zvýšilo o 255 procent, na 11,7 metru za sekundu na druhou.
Výsledky popisuje studie zveřejněná v časopise Science Advances. Robot při testech zvládl deset po sobě jdoucích přemetů za 11 sekund a přitom se držel přibližně 4 až 5 centimetrů od plánované dráhy. Výzkumníci ověřili také rychlý manévr známý jako sakáda: robot při něm prudce nakloní tělo, rychle změní polohu a následně náklon obrátí, aby pohyb zastavil.
Řízení kombinuje výpočetní model a strojové učení
Nový systém má dvě části. První tvoří prediktivní řízení založené na modelu. Tento přístup pomocí matematického popisu dynamiky odhaduje, jak robot na jednotlivé povely zareaguje, a hledá bezpečnou posloupnost pohybů. Zohledňuje přitom limity síly a krouticího momentu, aby se stroj při náročných manévrech nedostal do situace vedoucí k pádu.
Takový výpočet je ale pro řízení v reálném čase příliš náročný. Výzkumníci proto jeho chování použili k natrénování rychlejšího modelu hlubokého učení metodou imitace. Ta umožňuje, aby se umělá neuronová síť naučila napodobovat rozhodování složitějšího řídicího systému. Během letu pak z údajů o poloze robota vytváří povely pro tah a krouticí momenty.
Opakované přemety patřily k nejobtížnějším úlohám. Po každém otočení musí robot přesně upravit rychlost tak, aby zahájil další přemet ve správné poloze. I malé chyby by se při deseti opakováních nasčítaly a vedly ke ztrátě kontroly. Testy zahrnovaly také rušivé proudění vzduchu, přesto robot dokázal udržet požadovaný směr.
Technologie zatím zůstává laboratorní
Robot má přibližně velikost mikroaudiokazety a váží méně než kancelářská sponka. Jeho křídla pohánějí měkké umělé svaly, které se rychle smršťují a vytvářejí vztlak. Samotný hardware se proti dřívější verzi zlepšil, studie však ukazuje, že významnou překážkou bylo také jeho řízení.
Výzkumníci chtějí v další práci přidat kamery a další senzory přímo na palubu. Současné pokusy se opíraly o složitý externí systém pro určování polohy, takže robot zatím není plně autonomní. Teprve palubní snímání by umožnilo jeho provoz mimo laboratoř, například v úzkých prostorech nebo v troskách po zemětřesení. To je zatím zamýšlené využití, nikoli ověřená praktická schopnost robota.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.