Humanoidy i egzoszkielety: równowaga, sterowanie, rzeczywistość

Każdy użytkownik egzoszkieletu jest inny

Co się dzieje. Egzoszkielet ma pomagać użytkownikowi w ruchu, a nie z nim walczyć. Ale rozmiar ciała, siła, chód i zmęczenie różnią się u każdej osoby i zmieniają się w ciągu dnia.

Ile to kosztuje. Regulator dostrojony do jednej osoby jest nieprawidłowy dla następnej. Użytkownicy napierają na urządzenie, komfort spada, a ucierpieć może akceptacja. Dopasowanie wymaga terapeuty lub inżyniera dla każdego użytkownika.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Stałe ustawienia dla kilku typów sylwetki to początek, ale nie trafiają w indywidualne cechy. Ręczne przestrajanie po każdej sesji jest niepraktyczne w codziennym użyciu.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie zarejestrowanych sesji (kąty stawów, momenty, siły oddziaływania) sprawdzam, jaka część różnic między użytkownikami może zostać wyuczona i uwzględniona. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, czy adaptacyjny regulator oparty na modelu mógłby sam dopasować się do użytkownika i jakich czujników by potrzebował.

Roboty kroczące i kołowo-kroczące przewracają się na nierównym terenie

Co się dzieje. Roboty na nogach lub na kołach osadzonych na nogach muszą utrzymywać równowagę na pochyłościach, stopniach i śliskich podłogach, niosąc przy tym przesuwające się ładunki. Kontakt z podłożem doprowadza je do granic możliwości.

Ile to kosztuje. Upadki uszkadzają robota i zatrzymują pracę. Konstruktorzy czynią chód wolnym i ostrożnym, a robot nie robi tego, do czego został kupiony.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Dostrojenie chodu do jednego terenu w laboratorium nie przenosi się na inne. Uczenie przez wzmacnianie wytrenowane w symulacji może zawieść na prawdziwym podłożu w sposób, którego nikt nie umie wyjaśnić.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie zapisów z prób (ruch korpusu, siły kontaktu, poślizg stopy) sprawdzam, co regulator robi na granicy równowagi. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, czy sterowanie predykcyjne z jawnymi ograniczeniami sił kontaktu i momentów w stawach utrzymałoby robota tam, gdzie dostrojony chód zawodzi.

Trudno znaleźć ludzi do sterowania całym ciałem na sprzęcie wbudowanym

Co się dzieje. Humanoid ma dziesiątki stawów, które trzeba koordynować podczas utrzymywania równowagi. Regulator musi działać szybko, na sprzęcie obliczeniowym wewnątrz robota, znacznie mniejszym niż stacja robocza.

Ile to kosztuje. Umiejętności łączenia predykcyjnego sterowania całym ciałem z kodem czasu rzeczywistego są rzadkie. Stanowiska pozostają wolne, a zespół wraca do prostszego regulatora o mniejszych możliwościach.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Uruchamianie pełnego regulatora poza robotem nie wchodzi w grę dla robota, który ma chodzić swobodnie. Polityka sieci neuronowej wytrenowana w symulacji jest trudna do certyfikacji i diagnozowania.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Przeglądam sformułowanie Państwa regulatora i jego zmierzony czas obliczeń na platformie docelowej. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, gdzie zredukowany model lub szybszy solver zmieściłby regulator w budżecie czasu i jak testować to krok po kroku.

Luka między symulacją a rzeczywistym sprzętem

Co się dzieje. Robota opracowuje się w symulacji, gdzie regulator działa dobrze. Na rzeczywistym sprzęcie, przy tarciu, luzach, elementach sprężystych i opóźnieniach czujników, zachowuje się inaczej.

Ile to kosztuje. Zespół traci tygodnie czasu na sprzęcie, strojąc to, co obiecywała symulacja. Próby na rzeczywistym sprzęcie są ryzykowne, bo zły regulator może zniszczyć robota.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Uszczegółowienie symulacji nie zamyka luki, jeśli parametry są domysłami. Ręczne strojenie wzmocnień na robocie jest powolne i przepada przy następnej zmianie sprzętu.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie zarejestrowanych ruchów prawdziwego robota sprawdzam, jak dobrze odtwarza je model ze zidentyfikowanymi parametrami. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, czy identyfikacja układu i estymacja stanu zamknęłyby większość luki i jakie ruchy zarejestrować najpierw.

Trudno znaleźć ludzi do lokomocji z optymalizacją trajektorii i sterowaniem predykcyjnym

Co się dzieje. Chodzenie wymaga, aby robot planował kroki z wyprzedzeniem i korygował je, gdy ruszają się podłoże i ciało. Robi się to za pomocą optymalizacji trajektorii i sterowania predykcyjnego, w dziedzinie, w której doświadczonych ludzi jest niewielu.

Ile to kosztuje. Zespołom trudno ich zatrudnić. Bez tego robot chodzi wolno, a każdy nowy chód to projekt badawczy.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Chody zarejestrowane z ruchu człowieka i odtwarzane nie reagują na popchnięcie ani na nieoczekiwany stopień. Samo uczenie przez wzmacnianie nie gwarantuje dotrzymania ograniczeń sił i momentów.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Przeglądam wraz z zapisami, jak Państwa regulator chodu planuje i przeplanowuje. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, które chody mogłoby objąć sformułowanie predykcyjne i co zespół musiałby zbudować wokół niego.

Produkcja seryjna humanoidów wymaga regulacji i testów na dużą skalę

Co się dzieje. Kilka firm planuje w ciągu paru lat produkcję seryjną robotów humanoidalnych. Prototyp, który chodzi w laboratorium, musi stać się produktem, którego tysiące egzemplarzy chodzi tak samo.

Ile to kosztuje. Równowaga, sterowanie całym ciałem i testowanie każdego egzemplarza przed opuszczeniem fabryki stają się problemem produkcyjnym, a nie badawczym. Różnice między egzemplarzami w stawach i napędach ujawniają się w chodzie.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Ręczne strojenie każdego robota się nie skaluje. Test trwający godzinę na egzemplarz jest zbyt wolny dla linii.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie danych z kilku prototypów sprawdzam, jak zmienność między egzemplarzami wpływa na regulator i które jego części można w fabryce oszacować i skorygować. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, jak powinien wyglądać produkcyjny test i kalibracja regulacji.