MABEL — робот, разработанный в 2009 году исследователями Мичиганского университета , который хорошо известен как самый быстрый в мире двуногий робот с коленями. MABEL способен развивать скорость до 3,6 м/с (6,8 миль в час). [1] [2] [3] [4] Название MABEL является аббревиатурой от Michigan Anthropomorphic Biped With Electronic Legs. [1] Создателями являются JW Grizzle, Jonathan Hurst, Hae-Won Park, Koushil Sreenath и Alireza Ramezani. [3] MABEL весит 143 фунта (65 килограммов), причем большая часть его веса приходится на верхнюю часть туловища. Ноги содержат большие пружины и соединены в колени. Робот прикреплен к предохранительной стреле для боковой устойчивости. [3]
Чтобы сделать MABEL функциональным в течение длительного времени, исследователи сосредоточились на способах оптимизации эффективности силовой установки. В отличие от RABBIT, MABEL был разработан так, чтобы все четыре двигателя располагались в средней части, а не в ногах. Это делает ноги более легкими и маневренными. Во-вторых, большая часть мощности MABEL хранится в больших пружинах, которые действуют для уменьшения ударов и сохранения энергии. MABEL использует дифференциал , так что пружина может быть заземлена туловищем робота, а не напрямую соединена последовательно с двигателем. Это позволяет сжатию в пружинах лучше применять силу, которая подталкивает центр масс вверх. Еще одним инновационным аспектом пружин является то, что они называются «односторонними», потому что они не выходят за пределы остаточной длины, вызывая ненаправленную силу. [4]
Для того чтобы MABEL был независимым бегуном и ходоком на пересеченной местности, инженеры использовали вычисления в реальном времени QNX и среду DAQ для создания управления с обратной связью . [4] Управление с обратной связью постоянно подает различные входные данные в систему на основе информации от датчиков. Контроллер измеряет выходные значения с помощью датчиков и сравнивает эти значения с желаемым выходом. Разница между измеренным выходом и желаемым выходным значением — это то, что называется «сигналом ошибки». Затем этот сигнал используется для соответствующего изменения входных значений системы. [5] Этот метод управления с обратной связью делает тысячи корректировок каждую секунду, чтобы стабилизировать робота. [3] Благодаря этой системе MABEL может не только корректировать себя, но и реагировать на несоответствия на местности. [4]
Робот MABEL стал широко известен после того, как видео на YouTube, загруженное u/MichiganEngineering, набрало более 450 000 просмотров. MABEL также был показан в сегменте CNN 19 сентября 2011 года, в котором один из создателей профессор Джесси Гризл давал интервью в прямом эфире. [6] До августа 2014 года MABEL использовался для пропаганды во время студенческих туров K-12 по Инженерному колледжу Мичиганского университета . [4] 14 августа 2014 года MABEL был выставлен в Чикагском музее Field , где он и находится в настоящее время. [7]
В своем интервью CNN Джесси Гризл заявил, что такого рода технология может быть полезна для пожаротушения, когда пожарные считают, что в горящем доме никого нет, но наблюдение необходимо. Позже в своем интервью он также добавил, что инновационные алгоритмы обратной связи управления могут сыграть роль в оказании помощи парализованным людям. Он сказал, что алгоритмы обратной связи будут необходимы для успешного проектирования экзоскелетов , механических систем, которые прикрепляются к человеческому телу для помощи мышечным движениям. [6] В настоящее время Гризл сотрудничает с Джонатаном Херстом из Института робототехники в Карнеги-Меллоне, чтобы создать нового двуногого робота под названием «MARLO». Вместо того, чтобы ходить и бегать в 2D, будучи подключенным к стреле, MARLO будет двигаться в 3D. Робот в 3D означает, что робот будет стоять свободно без страховочной стрелы или страховочного троса. Во время тестирования в 2013 году MARLO сделал 15 успешных шагов без стрелы, чтобы стабилизироваться. [8]
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )