Задача о взбирании робота-куба на стену

Автор(ы): Шевляков А.А.

Выпуск: 80

Рубрика: Управление подвижными объектами и навигация

Год: 2019

Библиография: Шевляков А.А. Задача о взбирании робота-куба на стену // Управление большими системами. Выпуск 80. М.: ИПУ РАН, 2019. С.135-143. DOI: https://doi.org/10.25728/ubs.2019.80.8

Дата опубликования: 31.07.2019

Ключевые слова: управление, односторонние связи, контакт, робототехника, прыжок

Аннотация: Создание и исследование поведения взаимодействующих групп роботов остается акутальной проблемой современной робототехники. Наиболее хорошо изучены возможности групп беспилотных летающих аппаратов, однако автономные группы роботов в других средах представляют не меньший интерес. Данная проблема порождает множество научных и инженерных задач, в том числе в разделе управления движением. Робот-куб представляет интерес как элемент группы взаимодействующих роботов, так как форма позволяет им образовывать устойчивые структуры вместе с другими роботами. В статье рассматривается задача о взбирании робота-куба на вертикальную стену при наличии такой же стены на противоположной стороне ямы. Рассматривается двумерное движение в вертикальной плоскости. Построена математическая модель движения, предложено управление, решающее задачу об оптимальном отскоке от стенки ямы -- решена задача о максимальном размере ямы, из которой может выбраться робот-куб при наличии ограничений на управление. На основе библиотек Box2D и ImGUI написано программное обеспечение, позволяющее моделировать и визуализировать движение робота и взаимодействие со средой, а также пробовать различные законы управления.

Author(s): Shevlyakov A.

Article title: Cube-robot climbing a wall

Issue: 80

Year: 2019

Keywords: control, unilateral constraints, contact, robotics, jump

Abstract: Mobile robotics is a constantly evolving field, synergetic with artificial intelligence. Collective and cooperative autonomous robots are a short-term goal at the moment, with new breakthroughs reported yearly. While aerial robots get the most attention, other environments are equally important and pose challenging problems in motion control, sensing and engineering. Cube robots are interesting in this regard, as their shape allows groups of such robots to form stable structures. Additionally, it grants the robot an ability to jump. In this article we propose a control for a cube robot to climb a wall, assuming a symmetric wall facing it is available. We consider two-dimensional motion in vertical plane. The proposed control allows to optimize the rebound trajectory after a collision to reach maximum flight distance. We also present a software to model the movement of a cube robot and try various control strategies, based on Box2D and ImGUI libraries.