Исследователи из Университета Карнеги-Меллона разработали программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое позволяет роботам с ногами двигаться более быстро.

Роботы могут помочь людям с такими задачами, как помощь в аварийном восстановлении или мониторинг окружающей среды. В случае четвероногих роботов, которые ходят на четырех ногах, их мобильность требует, чтобы многие программные компоненты работали без сбоев. Большинству исследователей приходится тратить большую часть своего времени на разработку низкоуровневой инфраструктуры вместо того, чтобы сосредотачиваться на поведении высокоуровневых.

Команда Аарона Джонсона из Лаборатории робомеханики Инженерного колледжа Университета Карнеги-Меллона испытала эти разочарования на собственном опыте. Исследователям часто приходилось полагаться в своей работе на простые модели, потому что существующие программные решения не были открытыми, не имели модульной структуры и не имели сквозной функциональности.

В качестве примера инноваций, порожденных необходимостью, Джонсон, адъюнкт-профессор машиностроения, и его команда разработали собственный стек программного обеспечения для передвижения, Quad-SDK, полнофункциональную структуру для гибкого четвероногого передвижения.

Дизайн может упростить процесс разработки для робототехников во всем мире, поскольку он использует лицензию с открытым исходным кодом, что означает, что программное обеспечение может использоваться и модифицироваться по желанию пользователя. Quad-SDK поставляется готовым к использованию, поэтому исследователям не нужно беспокоиться о внедрении инструментов и инфраструктуры; вместо этого они могут получить право работать над поведением и приложениями.

В отличие от других вариантов, Quad-SDK также совместим с операционной системой роботов (ROS). ROS — это промежуточное программное обеспечение, нечто среднее между аппаратным и программным обеспечением, которое позволяет различным частям системы взаимодействовать друг с другом. Например, если робот чувствует препятствие на своем пути и ему необходимо передать информацию из своего модуля восприятия в модуль принятия решений, ROS обеспечивает такую ​​связь. Представьте себе приложение, которое не использует iOS или Android — гораздо проще, когда все работает вместе.

По словам члена команды и доктора философии, передвижение — это многоуровневая проблема. студент Ардалан Таджбахш описывает это так: «Чтобы сделать с роботом что-то значимое, вам нужно, чтобы многие компоненты работали без сбоев». Quad-SDK предоставляет исследователям и разработчикам робототехники платформу, позволяющую сосредоточить свои усилия на основных алгоритмах, а не на программных инструментах и ​​инфраструктуре.

Другие программные пакеты очень хорошо справляются с одним компонентом, например, с планированием движения, но очень важно иметь комплексные фреймворки, которые предоставляют необходимые алгоритмы, инструменты и инфраструктуру для проведения высококачественных исследований в области робототехники.

Quad-SDK — это полный стек, то есть он содержит все уровни иерархии, влияющие на передвижение четвероногих, начиная с глобального планирования. Слой находится на вершине стека; Tajbakhsh сравнивает его с Google Maps, потому что он выбирает, куда робот должен примерно пройти, чтобы добраться до места назначения. Следующий уровень, локальный планировщик, определяет особенности маршрута, например, где робот должен ставить ноги. Это завершается третьим уровнем, роботом — водителем, который посылает команды суставам четвероногого для выполнения желаемого движения.

В течение нескольких недель после того, как Quad-SDK получил награду за лучшую статью на семинаре по роботам с ногами на Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации (ICRA) 2022 года, люди просили использовать его, что является показателем того, насколько полезны его решения и насколько они полезны. Формат с открытым исходным кодом предлагает сотрудничество в сообществе робототехники.