ИТМО: Метод морфологического проектирования гибких роботов

Продукт
Разработчики: ИТМО (научно-образовательная корпорация)
Дата премьеры системы: 2021/07/28
Технологии: Робототехника

Основная статья: Роботы (робототехника)

2021: Представление метода проектирования гибких роботов

28 июля 2021 года Университет ИТМО сообщил о том, что его ученые разработали метод проектирования гибких, безопасных и энергоэффективных роботов, которые могут взаимодействовать с объектами в незнакомом пространстве. Возможности метода продемонстрировали на собранном прототипе — компактном прыгающем роботе.

«Классические» индустриальные роботы, например, роботы на линии сборки автомобилей, могут эффективно работать только в определенной статичной среде и только с теми объектами, которые заранее учтены на этапе программирования. На июль 2021 года ученые разрабатывают методы проектирования сервисных роботов, которые могут безопасно взаимодействовать с незнакомым окружением: людьми, предметами, поверхностью земли. В будущем такие устройства могут стать помощниками в инспекции и обслуживании инфраструктуры, доставке грузов или уходе за пожилыми людьми.

Данный метод, предложенный сотрудником факультета систем управления и робототехники ИТМО Иваном Борисовым и его коллегами, позволит роботам решать сложные задачи в неизвестном окружении без использования сложных алгоритмов управления.

«
Стандартный подход при проектировании четырехногого робота — сделать тело коробчатой формы и в качестве ног использовать простые механизмы, управляемые сложными алгоритмами. Альтернативный подход — посмотреть, как природа решила аналогичную задачу на протяжении миллионов лет эволюции. С помощью морфологического расчета мы проектируем сложную механическую систему, действия которой будут определены простыми алгоритмами. Большая часть требуемой динамики уже заложена в самой системе, а алгоритмы необходимы только для стабилизации и дополнения движения механизмов робота, — объясняет Иван Борисов.

»

Предложенный учеными способ — метод морфологического проектирования. С его помощью можно создавать устройства, которые генерируют силу и моменты движения благодаря грамотному распределению веса, подходящему расположению эластичных элементов, а также использованию вместо громоздких традиционных соединений с подшипниками и осями соединений из эластичных материалов, например, полиуретана. При этом в таких механизмах работа двигателя и микроконтроллеров обеспечивает не весь процесс движения, а лишь корректировку поведения, что существенно экономит энергию.

«
Благодаря минимизации управляющих воздействий и использованию эластичных деталей создаваемые роботы становятся безопасными для людей и окружающей среды, требуют меньше электроэнергии на движения, а также не разрушаются при динамической нагрузке. Для демонстрации возможностей метода мы спроектировали и собрали прототип компактного прыгающего робота, который подтвердил наши гипотезы, — рассказал студент магистратуры по направлению «Робототехника» Кирилл Насонов.
»

Созданный прототип — это промежуточный этап исследования, но он демонстрирует перспективность предложенного учеными метода. Его конечная цель — разработка галопирующего робота с гибкой спиной.



Подрядчики-лидеры по количеству проектов

За всю историю
2021 год
2022 год
2023 год
Текущий год

  Promobot (Промобот) (31)
  Яндекс (Yandex) (14)
  Cognitive Pilot (Когнитив Роботикс) (14)
  Nvidia (Нвидиа) (11)
  Сбербанк (10)
  Другие (502)

  ABB Group (7)
  Promobot (Промобот) (4)
  Ростелеком (3)
  АББ Россия (ABB) (3)
  IPavlov (Айпавлов) (2)
  Другие (59)

  Mains Lab (Мэйнс Лаборатория) (2)
  Яндекс (Yandex) (2)
  Московский центр инновационных технологий в здравоохранении (2)
  YaCuAi (1)
  НИТУ МИСиС (Национальный исследовательский технологический университет) (1)
  Другие (45)

  Департамент информационных технологий Москвы (ДИТ) (3)
  Яндекс (Yandex) (2)
  Инфосистемы Джет (2)
  Fora Robotics (Фора Роботикс) (2)
  Яндекс.Облако (Yandex Cloud) (2)
  Другие (46)

  Университет Иннополис (2)
  Геоскан (Geoscan) (2)
  Яндекс (Yandex) (2)
  Наносемантика (Nanosemantics Lab) (2)
  Сбер Бизнес Софт (2)
  Другие (47)

Распределение вендоров по количеству проектов внедрений (систем, проектов) с учётом партнёров

За всю историю
2021 год
2022 год
2023 год
Текущий год

  Promobot (Промобот) (9, 32)
  ABB Group (8, 23)
  Cognitive Pilot (Когнитив Роботикс) (3, 21)
  Cognitive Technologies (Когнитивные технологии) (1, 21)
  Яндекс (Yandex) (2, 11)
  Другие (571, 143)

  ABB Group (2, 11)
  Promobot (Промобот) (2, 4)
  Cognitive Technologies (Когнитивные технологии) (1, 2)
  Cognitive Pilot (Когнитив Роботикс) (1, 2)
  Gaskar Group (Гаскар Интеграция) (1, 2)
  Другие (10, 11)

  Бирюч-НТ Инновационный Центр (2, 1)
  Эфко ГК (2, 1)
  Транспорт будущего (2, 1)
  НИТУ МИСиС (Национальный исследовательский технологический университет) (1, 1)
  РОББО (ранее ScratchDuino, СкретчДуино) (1, 1)
  Другие (13, 13)

  Fora Robotics (Фора Роботикс) (1, 2)
  3D Bioprinting Solutions (3Д Биопринтинг Солюшенс) (1, 1)
  Dobot (Shenzhen Yuejiang Technology) (1, 1)
  Intuitive Surgical (1, 1)
  НИТУ МИСиС (Национальный исследовательский технологический университет) (1, 1)
  Другие (5, 5)

  Яндекс (Yandex) (1, 2)
  Pudu Robotics (Pudu Technology) (1, 2)
  Intuitive Surgical (1, 1)
  Геоскан (Geoscan) (1, 1)
  КиберСклад (1, 1)
  Другие (0, 0)

Распределение базовых систем по количеству проектов, включая партнерские решения (проекты, партнерские проекты)

За всю историю
2021 год
2022 год
2023 год
Текущий год

  Promobot - 28 (26, 2)
  Cognitive Agro Pilot Система автоматического вождения - 21 (21, 0)
  ABB IRB Промышленные роботы - 19 (19, 0)
  Искусственный интеллект (ИИ, Artificial intelligence, AI) - 15 (0, 15)
  Da Vinci (робот-хирург) - 11 (11, 0)
  Другие 103

  ABB IRB Промышленные роботы - 8 (8, 0)
  Promobot - 5 (4, 1)
  YuMi (Мобильный коллаборативный робот) - 4 (4, 0)
  Gaskar Group Hive Автономные дронопорты - 2 (2, 0)
  Cognitive Agro Pilot Система автоматического вождения - 2 (2, 0)
  Другие 8

  Hi-Fly Cargo - 1 (1, 0)
  Smart Meal Service: Lunch fastPass Робот-кассир - 1 (1, 0)
  Cognitive Agro Pilot Система автоматического вождения - 1 (1, 0)
  ABB IRB Промышленные роботы - 1 (1, 0)
  Искусственный интеллект (ИИ, Artificial intelligence, AI) - 1 (0, 1)
  Другие 7

  For-1 Антропоморфный робот - 2 (2, 0)
  Dobot CR-серия Коллаборативные роботы - 1 (1, 0)
  Robotech: RP-серия Роботы-паллетайзеры - 1 (1, 0)
  Da Vinci (робот-хирург) - 1 (1, 0)
  МИСиС и 3D Bioprinting Solutions: 3D-биопринтер в виде роборуки для применения в операционной in situ - 1 (1, 0)
  Другие 1

  Pudu CC1 Робот-уборщик - 2 (2, 0)
  Яндекс.Ровер - 2 (2, 0)
  Геоскан БАС (Беспилотные авиационные системы самолетного типа) - 1 (1, 0)
  Роботы КиберСклад - 1 (1, 0)
  Другие 0