woensdag 21 maart 2012

Tweebenige TUlip leert lopen als een mens

Tweebenige TUlip leert lopen als een mens:
TUlipPopup
Looprobot TUlip. Afbeelding: © Delft Biorobotics Lab
De Technische Universiteit Delft heeft een goede reputatie als het gaat om het bouwen van looprobots. Van low-tech Denise tot de geavanceerde Flame, het ene model lijkt nog menselijker dan het andere. Hiermee concurreren ze met autogiganten zoals Honda, die hun robot ASIMO laat afreizen naar techniekbeurzen, scholen en Disneyland.
Toch schieten al deze robots nog te kort. De ideale looprobot is veelzijdig, robuust en energie-efficiënt (zie afbeelding). En hoewel Flame zeer energiezuinig is, kan de robot niet veel meer dan vooruit lopen. ASIMO kan daarentegen alle kanten op, maar zijn geavanceerde bouw vreet stroom, waardoor een belangrijk deel van de robot uit accu’s bestaat (zijn befaamde rugzakje).
Vergelijking looprobots
Een vergelijking van verschillende looprobots ten opzichte van de ideale tweebener, de mens. Goede looprobots blijven in balans als ze een duw krijgen (robuust), kunnen gemakkelijk van snelheid, richting en looptechniek wisselen (veelzijdig) en zijn energiezuinig. Afbeelding: © Tomas de Boer, TU Delft
Daarom is TU promovendus Tomas de Boer teruggegaan naar de mens om te ontdekken wat ons nou zo goed maakt in lopen op twee benen, en hoe hij dat aan een robot kan leren. Resultaat: de nieuwe Delftse looprobot TUlip.

Lopen, draaien, voetballen

TUlip is ontworpen met het idee van het zwaartepunt (het middelpunt van de massa in het lichaam, bij een staand mens ongeveer bij de navel) centraal. Kan je de snelheid en positie van je zwaartepunt controleren, dan blijf je in balans. Het goed plaatsen van je voeten ten opzichte van je zwaartepunt is hierbij heel belangrijk. Daarom bedacht De Boer een algoritme dat berekent waar de voet terecht moet komen om controle te houden over het zwaartepunt. Hieronder een voorbeeld van het algoritme wanneer TUlip een duwtje krijgt.
TUlip duw
Een overzicht van wat er gebeurt als TUlip een duwtje krijgt terwijl de robot op één been staat. Het algoritme gebruikt de positie van het zwaartepunt om uit te rekenen waar de voet moet terechtkomen zodat de robot blijft staan. Afbeelding: © Delft Biorobotics Lab
Met dit algoritme kan TUlip lopen, van richting veranderen en het evenwicht bewaren bij een duw of als één voet op een bewegend platform staat. De robot kan zelfs een goeie trap tegen een voetbal geven. Waarom dat? Om te kwalificeren voor het jaarlijkse Robocup toernooi natuurlijk!

Robocup

Jaarlijks strijden robotbouwers uit de hele wereld tegen elkaar om de beste voetbalrobot te bouwen. Het doel: om in 2050 een compleet robotelftal te hebben dat de vloer aanveegt met een team van mensen. TUlip deed in 2011 mee in de humanoid (mensvormige) categorie, waar de robots doeltrappen nemen. Helaas sneuvelde de Delftse creatie in de kwartfinale.
Dit jaar doet de robot niet mee omdat de groep zich wil richten op het verder uitwerken van De Boer’s algoritme. Volgens Martijn Wisse, De Boer’s copromotor, is dat hard nodig om succes te boeken op het toernooi. “Als andere robots niet optimaal werken doen ze in elk geval nog iets. Als onze robot niet werkt, dan gebeurt er ook echt helemaal niks.” Maar als de mannen en vrouwen van het Delft Biorobotics Lab alle rimpels hebben gladgestreken, laten ze in een toekomstig toernooi iedereen ongetwijfeld versteld staan van TUlip’s voetbaltechniek.

Lees meer

at