Автоматизированные роботы изменили наш образ жизни, но до сих пор такие машины остаются за пределами досягаемости наших самых современных технологий. Существующие роботы, как правило, ограничиваются выполнением простых задач в контролируемых условиях. Но чтобы преодолеть естественные препятствия, роботы должны адаптировать свои действия под поведение и действия людей.Синго Симода и его коллеги из Центра сотрудничества «RIKEN BSI-TOYOTA» значительно улучшили навыки ходьбы двуногих роботов, запрограммировав их на получение сигналов, помогающих адаптировать свою осанку.
Симода, ранее работавший в Японском агентстве аэрокосмических исследований, уже давно проявляет интерес к тому, каким образом роботы могут получить навыки, необходимые для исследований естественной среды на Земле и других планетах.
«Я задавался вопросом, почему мелкие животные, например белки, могут передвигаться и находить пищу в естественной среде, а роботам, даже с самой большой вычислительной мощностью, это не удается, - говорит Симода. — Принципы управления биологическими системами предлагают нам важные ключи, которые мы можем использовать для приспособляемости роботов».
Для адаптации робот должен иметь регулирующие системы и интегрированные компоненты, работающие вместе в соответствии с окружающей средой, так же, как белки или нейроны в человеческом теле. Команда Симода разработала схему, которая позволяет системе регулирования настроить примитивные, рефлексивные действия на более сложные. Компьютерная модель имитирует естественный процесс, основанный на взаимодействии кода структуры, так называемыми переменными пороговыми нейронами, при этом контролируя 36 подвижных соединений передвигающегося робота.
Для получения объективных данных, при движении робота исследователи указывали определенные, строго контролируемые соединения, например, размах бедра при ходьбе. Затем компьютерная модель доводила движение к оптимальной конфигурации, сводя к минимуму потребление энергии.
В своем первом испытании на гладкой поверхности лаборатории робот упал, но примерно через 10 минут скорость его движения стала достигать более 7 сантиметров в секунду. Робот также смог адаптироваться к ходьбе по газону и склонам.
«Одним из важных применений будет протез руки, который может автоматически двигаться в ответ на движения остальных суставов», — говорит Синго Симода.
