Ученые научили четвероногого робота двигаться в невесомости, вдохновившись кошками

Швейцарские инженеры из Высшей технической школы Цюриха разработали специальный алгоритм для роботов с четырьмя ногами, благодаря которому те смогут управлять своим положением в полете, используя движение ног. Это позволит роботам функционировать в невесомости, а также при низкой силе тяжести, то есть на других планетах и даже на Луне. В процессе работы ученые вдохновлялись тем, как двигаются кошки: эти животные умеют стабилизировать свое положение в воздухе и поэтому всегда приземляются на лапы, даже если поначалу падают вниз спиной.

Новый алгоритм ориентирован на четвероногих роботов SpaceBok, созданных несколько лет назад. Научный журнал IEEE Transactions on Robotics сообщает, что сначала алгоритм разрабатывали и тестировали в симуляторе при помощи нейросетей, которые предварительно обучали с учетом позитивного подкрепления. Это значит, что алгоритм получает от среды награду в зависимости от результатов своих действий и за счет этого постепенно вырабатывает оптимальный способ выполнения задач. В симуляторе алгоритм должен был решить несколько проблем: научиться делать так, чтобы робот разворачивался под нужным углом во время свободного падения и отпрыгивал от поверхности в заданном направлении. 

На втором этапе тестирования робот должен был успешно приземлиться на неровную поверхность не перевернувшись. После успешных испытаний в симуляторе ученые опробовали алгоритм на настоящем роботе, который учился прыгать, приземляться и стабилизироваться во время свободного падения на специальной тестовой площадке. На ней была установлена подвижная платформа и несколько стен, от которых робот мог отталкиваться в прыжке. В результате экспериментов ученые убедились, что отработанный в симуляции алгоритм успешно смог управлять и настоящим роботом. В числе прочего у робота получилось развернуться из произвольного положения меньше чем за три секунды и множество раз оттолкнуться от поверхностей.

В будущем четвероногие роботы с использованием этого алгоритма движения в невесомости и при низкой силе тяжести смогут помочь людям в исследовании каменистых областей Марса, Луны или других небесных тел, условия которых отличаются от земных. Пока же их только собираются использовать в космосе, другие, более простые по своей конструкции роботы, уже работают на МКС. Например, на станции можно встретить американских, японских и европейских шарообразных летающих роботов, а также российского человекоподобного «Федора». Тем временем на Земле четвероногий робот от Boston Dynamics научился танцевать. В прошлом году компания опубликовала видео, на котором несколько роботов исполнили заводной танец под трек Do You Love Me? 1962 года от группы The Contours.