4 этап. Экспериментальные исследования поставленных перед ПНИ задач

По план-графику на данном этапе планируется выполнить следующие работы:

- Проведение экспериментальных исследований ЭО ПКСУ

- Участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных результатов ПНИ

- Индустриальным партнером будут произведены изготовление и отладка полигона для проведения экспериментальных исследований ЭО ПКСУ совместно с ЭО ПРП


Полученные результаты

Наше исследование нацелено на создание экспериментального образца программного комплекса системы управления (ЭО ПКСУ) для контроля статического и динамического равновесия и управления движением антропоморфных роботов, как на базе полноразмерной робототехнической платформы (ПРП) AR-601М, так и малоразмерных платформах Aldebaran NAO и Darwin-OP. На данном этапе ПНИ представлены результаты за 4 этап, в ходе которого разработан масштабируемый алгоритм оптимизации управления ходьбы ДШР методом динамического программирования для увеличения скорости ходьбы и снижения энергозатрат на движение робота, а также для динамической оптимизации параметров ходьбы к преодолению препятствий на пути робота. Помимо этого, проведены исследования и экспериментально подтверждена правильность функционирования ЭО ПКСУ на трех робототехнических платформах для ЭО ПРП AR-601M и малоразмерных роботов Aldebaran NAO и Darwin-OP, в ходе которых продемонстрирована работоспособность и пригодность ЭО ПКСУ для контроля статического и динамического равновесия и управления движением ДШР. Кроме того, проверена корректность работы ЭО ПКСУ на виртуальном полигоне в среде Gazebo при выполнении команд высокого уровня, отдаваемых для выполнения движений симуляционными моделями ЭО ПРП AR-601M и Darwin-OP. Также были проверены комплектность документации ЭО ПКСУ, корректность работы ЭО ПКСУ с входными данными, скорость формирования команд ЭО ПКСУ исполнительным устройством, работоспособность ЭО ПКСУ под операционной системой с открытым кодом Linux, а также правильность работы исполнительных устройств (сервоприводов) робота под управлением ЭО ПКСУ. Индустриальный партнер расширил состав физического полигона, создал техническую документацию на изготовление дополнительных и модернизированных элементов полигона, разработал схему полигона и план расположения объектов полигона в помещении. Помимо этого, индустриальный партнер изготовил и протестировал виртуальный и физический полигон для проведения экспериментальных исследований ЭО ПКСУ совместно с ЭО ПРП, осуществил сборку элементов физического полигона для испытаний ЭО ПРП и разработал техническую документацию по использованию физического полигона: Положение о Полигоне, Технический паспорт Полигона, Регламент проведения испытаний на полигоне, Акты об изготовлении полигона и о готовности к экспериментам и Инструкция по эксплуатации полигона. В результате совместных работ в конце этапа 4 ПНИ, сотрудниками ЛИРС Университета Иннополис в ходе командировки в Магнитогорск были проведены натурные испытания ЭО ПРП AR-601M на физическом полигоне на площадке индустриального партнера АО НПО «Андроидная Техника».

Результаты, полученные в ходе данного этапа, являются значимыми для научно-технических задач, решаемых в ходе выполнения проекта. Выполненные работы по разработке алгоритма оптимизации скорости ходьбы бипедальных роботов, экспериментальным исследованиям ЭО ПКСУ для управления движением антропоморфных роботов, как на базе полноразмерной робототехнической платформы (ПРП) AR-601М, так и малоразмерных платформ Aldebaran NAO и Darwin-OP, в сочетании с усилиями индустриального партнера по тестированию и подготовке виртуального и физического полигонов, дают широкие возможности для отработки алгоритмов управления движением робототехнических платформ, как с помощью робототехнических симуляторов, так и при натурных экспериментах с реальными роботами. Основными результатами работы за 4-ий этап явились:

·       Предложен и реализован алгоритм оптимизации управления ходьбы ДШР методом динамического программирования, который может быть: (1) использован для увеличения скорости ходьбы ДШР и снижения энергозатрат на движение робота; (2) масштабируемым и распространеным на другие модели бипедальных роботов (в частности, AR-601M, NAO и Darwin-OP); (3) применен для динамической оптимизации параметров ходьбы к преодолению препятствий на пути робота.

·       Экспериментально подтверждена правильность функционирования ЭО ПКСУ на трех робототехнических платформах для ЭО ПРП AR-601M и малоразмерных роботов Aldebaran NAO и Darwin-OP.

·       Проверена корректность работы ЭО ПКСУ на виртуальном полигоне в среде Gazebo при выполнении команд высокого уровня, отдаваемых для выполнения движений симуляционными моделями ЭО ПРП AR-601M и Darwin-OP.

·       Экспериментально продемонстрирована работоспособность и пригодность ЭО ПКСУ для контроля статического и динамического равновесия и управления движением ДШР, как для полноразмерной робототехнической платформы AR-601M, так и для малоразмерной платформы Aldebaran NAO.

·       Проверены комплектность документации ЭО ПКСУ, корректность работы ЭО ПКСУ с входными данными, скорость формирования команд ЭО ПКСУ исполнительным устройством, работоспособность ЭО ПКСУ под операционной системой с открытым кодом Linux, а также правильность работы исполнительных устройств (сервоприводов) робота под управлением ЭО ПКСУ.

·       Индустриальным партнером расширен состав физического полигона, включивший в себя дорожку для ходьбы, беговую дорожку, лабиринт, комплекс «Пандус», угловую лестницу, боксерскую грушу, стационарную систему поддержки и сопровождения ЭО ПРП, комплекс «Рабочее место оператора/лаборанта», источник питания и устройство аварийного останова оборудования. Создана техническая документация на изготовление дополнительных и модернизированных элементов полигона, разработана схема полигона и план расположения объектов в помещении.

·       Индустриальным партнером изготовлены и протестированы виртуальный и физический полигон для проведения экспериментальных исследований ЭО ПКСУ совместно с ЭО ПРП.

·       Индустриальным партнером осуществлена сборка элементов физического полигона для испытаний ЭО ПРП и разработана техническая документация по использованию физического полигона: Положение о Полигоне, Технический паспорт Полигона, Регламент проведения испытаний на полигоне, Акты об изготовлении полигона и о готовности к экспериментам и Инструкция по эксплуатации полигона.

·       Проведены натурные испытания ЭО ПРП AR-601M на физическом полигоне на площадке индустриального партнера АО НПО «Андроидная Техника» в ходе командировки сотрудников ЛИРС Университета Иннополис в Магнитогорск.

По текущим результатам проекта была опубликована серия научных статей и принято участие в ряде мероприятий, направленных на освещение и популяризацию промежуточных результатов ПНИ, и состоялся первый этап предзащиты кандидатской диссертации сотрудника ЛИРС м.н.с. Р.Р. Хусаинова в КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева

Поставленные перед данным этапом ПНИ цели были достигнуты. Полученные на данном этапе проекта результаты соответствуют требованиям и спецификациям технического задания проекта. Сопоставление с мировыми результатами аналогичных работ показывает соответствие представленных в отчете результатов мировому уровню по качественно-количественным показателям. Представленные на мероприятиях по освещению и популяризации промежуточных результатов ПНИ доклады вызвали интерес как у российских, так и международных представителей научного сообщества, что подтверждает научную и прикладную ценность полученных результатов.


В центре внимания

Сайт находится в технической разработке