Được phát triển chung bởi Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ tại Lausanne (EPFL) và Đại học Công nghệ Delft (TU Delft), PAWS — cho «Máy tự động thụ động có sự phối hợp» — là một robot bốn chân nổi bật với khả năng di chuyển linh hoạt và hiệu quả trong khi tiêu thụ rất ít năng lượng.
Bí mật của phương pháp tiếp cận này: sự phối hợp vận động. Ở động vật, hệ thần kinh trung ương không điều khiển từng cơ riêng lẻ mà kích hoạt các nhóm cơ theo cách phối hợp để thực hiện các chuyển động phức tạp một cách tự nhiên.
Các nhà nghiên cứu tìm cách tái tạo logic này ở PAWS. "Chúng tôi bắt đầu với dữ liệu cơ sinh học thực tế từ chó để xác định sự phối hợp chuyển động chính của chúng, sau đó chúng tôi dịch dữ liệu này thành hệ thống điều khiển gân bằng số lượng động cơ ít hơn", Francesco Stella và Mickael Achkar, đồng tác giả của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Machine Intelligence, giải thích.
Kết quả: mặc dù với mười hai khớp, PAWS chỉ có bốn động cơ hoạt động — hoặc là động cơ được xác định bằng "sự tương tác". Các động cơ này được ghép nối với cáp, lò xo và khớp nối linh hoạt, cho phép thực hiện nhiều loại chuyển động, từ chạy nước kiệu đến phi nước đại, bao gồm cả ngồi hoặc nhảy.
Trong các thử nghiệm trên máy chạy bộ, các kỹ sư thậm chí còn quan sát thấy PAWS có thể di chuyển về phía trước mà không cần bất kỳ động cơ nào được kích hoạt, chỉ nhờ vào tính đàn hồi của các cấu trúc bên trong của nó. Trong những điều kiện này, robot tự động tăng tốc, có thể thích nghi với những thay đổi về tốc độ hoặc vượt qua những chướng ngại vật nhỏ.
"Thiết kế của chúng tôi cho thấy một cơ thể thụ động được thiết kế tốt, với các khớp nối cơ học linh hoạt, có thể cung cấp nhiều hành vi động lực khác nhau mà không cần phải cơ giới hóa mọi thứ", các nhà nghiên cứu chỉ rõ. Nhóm nghiên cứu hiện đang nỗ lực cải thiện độ ổn định của thiết bị từ PAWS sang sử dụng các cảm biến đơn giản và vòng phản hồi nhẹ, luôn tôn trọng logic tối giản này.
Đằng sau dự án này là một cách tiếp cận khác về robot: không còn bằng cách nhân các phép tính và bộ truyền động, mà bằng cách để cấu trúc vật lý của robot thực hiện một phần công việc. Một triết lý có thể chứng minh được giá trị trong những bối cảnh khó khăn như thám hiểm, cứu hộ ở địa hình khó khăn hoặc các nhiệm vụ dài hạn, nơi mà tính tự chủ về năng lượng là vấn đề cốt lõi.
PAWS chỉ đang ở giai đoạn đó. lần đầu ra mắt, nhưng anh ấy đã đặt ra Một câu hỏi thú vị: nếu để làm cho robot hiệu quả hơn, chỉ cần biến chúng thành… động vật thì sao?
Một robot di chuyển dễ dàng (hoặc gần như vậy)
Không giống như hầu hết các robot bốn chân hiện tại, đòi hỏi nhiều động cơ và thuật toán phức tạp để thực hiện chuyển động của chúng, PAWS dựa trên một kiến trúc đơn giản hơn, lấy cảm hứng trực tiếp từ cơ thể động vật.Bí mật của phương pháp tiếp cận này: sự phối hợp vận động. Ở động vật, hệ thần kinh trung ương không điều khiển từng cơ riêng lẻ mà kích hoạt các nhóm cơ theo cách phối hợp để thực hiện các chuyển động phức tạp một cách tự nhiên.
Các nhà nghiên cứu tìm cách tái tạo logic này ở PAWS. "Chúng tôi bắt đầu với dữ liệu cơ sinh học thực tế từ chó để xác định sự phối hợp chuyển động chính của chúng, sau đó chúng tôi dịch dữ liệu này thành hệ thống điều khiển gân bằng số lượng động cơ ít hơn", Francesco Stella và Mickael Achkar, đồng tác giả của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Machine Intelligence, giải thích.
Kết quả: mặc dù với mười hai khớp, PAWS chỉ có bốn động cơ hoạt động — hoặc là động cơ được xác định bằng "sự tương tác". Các động cơ này được ghép nối với cáp, lò xo và khớp nối linh hoạt, cho phép thực hiện nhiều loại chuyển động, từ chạy nước kiệu đến phi nước đại, bao gồm cả ngồi hoặc nhảy.
Trong các thử nghiệm trên máy chạy bộ, các kỹ sư thậm chí còn quan sát thấy PAWS có thể di chuyển về phía trước mà không cần bất kỳ động cơ nào được kích hoạt, chỉ nhờ vào tính đàn hồi của các cấu trúc bên trong của nó. Trong những điều kiện này, robot tự động tăng tốc, có thể thích nghi với những thay đổi về tốc độ hoặc vượt qua những chướng ngại vật nhỏ.
"Thiết kế của chúng tôi cho thấy một cơ thể thụ động được thiết kế tốt, với các khớp nối cơ học linh hoạt, có thể cung cấp nhiều hành vi động lực khác nhau mà không cần phải cơ giới hóa mọi thứ", các nhà nghiên cứu chỉ rõ. Nhóm nghiên cứu hiện đang nỗ lực cải thiện độ ổn định của thiết bị từ PAWS sang sử dụng các cảm biến đơn giản và vòng phản hồi nhẹ, luôn tôn trọng logic tối giản này.
Đằng sau dự án này là một cách tiếp cận khác về robot: không còn bằng cách nhân các phép tính và bộ truyền động, mà bằng cách để cấu trúc vật lý của robot thực hiện một phần công việc. Một triết lý có thể chứng minh được giá trị trong những bối cảnh khó khăn như thám hiểm, cứu hộ ở địa hình khó khăn hoặc các nhiệm vụ dài hạn, nơi mà tính tự chủ về năng lượng là vấn đề cốt lõi.
PAWS chỉ đang ở giai đoạn đó. lần đầu ra mắt, nhưng anh ấy đã đặt ra Một câu hỏi thú vị: nếu để làm cho robot hiệu quả hơn, chỉ cần biến chúng thành… động vật thì sao?
