Естественную походку с выпрямлением коленей и тридцать две степени свободы получил двуногий андроид SE01 от EngineAI

Источник: Interesting Engineering

Сквозную нейросетевую модель локомоции, воспроизводящую естественную биомеханику человеческой походки с плавным выпрямлением коленного сустава без применения тяжелых винтовых механизмов, продемонстрировал в полноразмерном антропоморфном роботе SE01 шэньчжэньский стартап EngineAI. Созданная специалистами из инженерного подразделения XPeng Pengxing фирма развернула собственную сборочную площадку в провинции Гуандун с производственным тактом выпуска одного экземпляра каждые пятнадцать минут.

Несущий каркас андроида ростом 170 сантиметров и массой пятьдесят пять килограммов изготовлен из упрочненного авиационного алюминиевого сплава. Аппаратная часть объединяет тридцать две степени подвижности, приводимые в действие компактными интегрированными волновыми узлами суставов с максимальным вращающим усилием триста тридцать ньютон-метров. Машина развивает темп ходьбы два метра за секунду, легко преодолевая травяные газоны, грунтовые тропинки и наклонные пандусы.

Ключевой инновацией платформы стал отказ от использования громоздких тензодатчиков в подошвах. Удержание динамического баланса возложено на единую нейронную сеть, натренированную алгоритмами глубокого RL-обучения в среде Isaac и перенесенную на реальную конструкцию по методике Sim2Real. Архитектура реализует анатомический перекат стопы с пятки на носок, сокращая расход батареи почти на треть относительно полусогнутого шага.

Центральный вычислительный узел комбинирует гетерогенные процессоры NVIDIA и Intel, разделяющие задачи построения объемной карты окружения и моментного регулирования шарниров. Сенсорный блок включает три бинокулярные стереопары, сопряженные с инерциальными гироскопами с частотой опроса пятьсот герц.

Синхронизация махов руками при ускорении компенсирует инерционные моменты вращения таза, что обеспечивает исключительную плавность перемещения в плотном людском потоке. Проприетарные платы управления моторами на базе протокола EtherCAT снижают тепловыделение в шарнирах при длительной непрерывной ходьбе.

На серии публичных демонстраций в Пекине андроид продемонстрировал впечатляющую устойчивость к внезапным боковым толчкам и ударам, моментально восстанавливая опорную траекторию за счет упругой перестановки ног без остановки поступательного движения. Манипуляторы верхнего плечевого пояса поддерживают установку широкого спектра концевых захватов для сервисных задач.

Все волновые редукторы спроектированы собственным конструкторским бюро и обладают высоким коэффициентом зацепления зубьев, устраняя люфты при реверсивных движениях. Двойные энкодеры на входных и выходных валах непрерывно сверяют фактическое положение звеньев, защищая редукторы от механического заклинивания.

В ходе длительных натурных испытаний на улицах технологического парка Шэньчжэня робот успешно преодолевал пешеходные переходы, бордюрные камни и брусчатку без потери равновесия. Акустический уровень шума приводов при маневрировании внутри холлов не превышает пятидесяти децибел, допуская комфортное сосуществование рядом с офисными сотрудниками. Быстроразъемные электрические разъемы в сочленениях конечностей позволяют техническим специалистам заменять поврежденные модули за считанные минуты.

Встроенные алгоритмы предиктивного контроля непрерывно отслеживают рабочую температуру обмоток статора, предотвращая деградацию неодимовых магнитов при пиковых перегрузках во время подъема по крутым уличным лестницам.

Внутренняя прокладка кабелей выполнена сквозным полым каналом через центральные оси редукторов с дублированными датчиками угла поворота. Быстросъемный батарейный блок гарантирует длительные полигонные испытания без простоя на стационарных постах. Программный стек предоставляет поддержку среды Robot Operating System и открытые репозитории на GitHub со скриптами обучения нейросетевых походок.

Для университетских центров и коммерческих заказчиков отгрузки организуются по индивидуальным договорам с ориентировочным прайсом от двадцати до двадцати семи тысяч долларов.