PhoneBot koristi stare pametne telefone kao "robotski mozak"

Istraživači s Univerziteta Kalifornije u Los Angelesu (UCLA) napravili su kompaktnog robota koji hoda, nazvanog PhoneBot, koristeći stare Android telefone.

Robot je napravljen kao platforma otvorenog koda, visok je oko 48 cm, a težak manje od dva kilograma.

Kako bi omogućili dvonožno kretanje, članovi tima postavili su telefon u trup robota. Njegove osnovne komponente uključuju kameru, senzore pokreta, procesor i bežičnu vezu. Sve ove funkcije pomažu robotu da vidi, održava ravnotežu i proračunava pokrete, slično funkcijama koje obavlja ljudski mozak.

PhoneBot je opremljen i s 13 jeftinih servo motora Dynamixel, pri čemu svaka noga ima po šest motora, čime se zadržava tradicionalna arhitektura dvonožnog sistema nogu.

Zglobovi u kukovima, koljenima i gležnjevima omogućavaju robotu da hoda, okreće se i ponovo uspostavlja ravnotežu, baš kao što bi to činilo bilo koje biće koje se kreće pomoću dvije noge.

Istraživači su dodatni, trinaesti zglob smjestili u trup kako bi omogućili rotiranje gornjeg dijela tijela. Ovi bočni pokreti omogućavaju zglobu u trupu da zakreće kameru telefona, pomažući robotu da prati osobu bez pomjeranja stopala.

Pametni telefon šalje komande računarskom sistemu putem Wi-Fi veze ugrađenom u donji dio tijela robota. Ovi bežično preneseni paketi podataka pretvaraju se u različite položaje motora. Istraživači su naveli da je bežična veza između telefona i tijela robota osmišljena tako da olakša izradu i zamjenu komponenti.

Dizajn je također zadržan jednostavnim kako bi se omogućila lakša zamjena telefona bez potrebe za ponovnim povezivanjem žica, dodali su istraživači, s obzirom na to da su pametni telefoni jedini promjenjivi faktor koji utiče na troškove.

Ostali troškovi opreme, koji obuhvataju tijelo robota, motore i prateću elektroniku, uglavnom su fiksni i iznose oko 400 dolara.

U eksperimentima koje su proveli inženjeri s UCLA-e testirali su četiri različita Android uređaja, uključujući modele čija se cijena kretala između 50 i 80 dolara. Prema njihovim rezultatima, sva četiri uređaja mogla su obavljati osnovne funkcije, uključujući hodanje, otkrivanje pokreta i vizuelno opažanje okoline.

Virtuelni roboti obučavani su u simulacijskom okruženju primjenom učenja potkrepljivanjem, pri čemu se nagrade dodjeljuju za svaki ispravan odgovor.

Tokom obuke, robot je dobijao nagrade za uspravno stajanje, hodanje na jednoj nozi i održavanje odgovarajuće brzine. Nasuprot tome, kažnjavan je za ograničavajuće radnje, poput prebacivanja cjelokupne težine na jednu nogu, naglog aktiviranja kočnica ili primjene prekomjernog obrtnog momenta.

Jedan od glavnih problema u ranim eksperimentima obuke bilo je to što je robot većinu posla obavljao oslanjajući se na samo jednu nogu. Kako bi prevazišli ovu prepreku, istraživači su pribjegli korištenju preslikanih uzoraka, kojima su zamjenjivane lijeva i desna strana. Ove tehnike omogućile su ravnomjerniju raspodjelu koraka i smanjile oscilacije između pojedinačnih izvođenja.

Najnovije istraživanje pokazuje da su se sve odluke donosile u stvarnom vremenu putem Android aplikacije. TensorFlow Lite, Googleov softverski alat, upravlja pokretima, uključujući hodanje i ponovno uspostavljanje ravnoteže, koristeći podatke iz internih senzora telefona nekoliko puta u sekundi.