مدتهاست تیمی از مهندسان رباتیک موسسه تکنولوژی ماساچوست (MIT) بر روی طراحی یک ربات چهارپا به نام Cheetah (یوزپلنگ) کار میکنند و اکنون موفق به طراحی نسخهی دوم آن شدهاند. نسخهی قبلی این ربات از نظر سختافزاری بسیار شبیه نسخهی فعلی بوده است و تفاوت عمدهاش در این بود که Cheetah1 قدرت بینایی نداشت.
سنسورهایی که در طراحی ربات Cheetah از آنها استفاده شده است همان سنسورهای استفاده شده در هواپیماهای بدون سرنشین هستند و با الگوریتم خاصی طراحی شدهاند که میتواند سرعت و مقدار نیروی اعمال شده را کنترل کند و هر گونه تغییر در زمین را بررسی کند.
Cheetah فعلی بر اساس سنسوری به نام LIDAR ساخته شده است که یک سیستم بصری است که با استفاده از بازتاب لیزر از نقشهی زمین الهام میگیرد. این ربات هیجانانگیز به گونهای آموزش داده شده است که میتواند به صورت کاملا مستقل و با استفاده از لیزرهایی که بر روی سر آن تعبیه شده است مثل یک دونده از روی موانع بپرد.
این ربات اولین بار بر روی تردمیل مورد آزمایش قرار گرفت و زمانی که با سرعت ۸ کیلومتر در ساعت حرکت میکرد قادر بود از اشیایی به بلندی ۴۵ سانتی متر بپرد.
نحوهی کار این ربات به این ترتیب است که ارتفاع جسم و میزان فاصلهی جسم از خودش را تخمین میزد و سپس تصمیم میگیرد که از چه فاصلهای میتواند بدون کند کردن سرعتش از روی آن بپرد. بنابراین گامهای بلندتری بر میدارد و فاصلهی جسم از زمین را تنظیم میکند و سپس با تمام قدرت از روی جسم مورد نظر میپرد.
لازم به ذکر است این ربات در مسیرهایی در فضای سر بسته نیز مورد آزمایش قرار گرفته است و توانسته است با موفقیت از روی ۹۰% موانع بپرد. از طرفی نیز اگر پریدن را از برنامهی این ربات حذف کنیم، قادر خواهد بود تا با سرعتی بیش از ۴۸ کیلومتر بر ساعت بدود و رفتار خود را مدیریت کند.
استادیار سانگبائه کیم در مورد این ربات میگوید:
" این ربات اولین رباتی است که بر روی پاهای خود میایستد و به صورت کاملا خودگردان و مستقل از روی موانع میپرد. سایر رباتها شاید بتوانند با سرعتی بیشتر بر روی چهار چرخ خود حرکت کنند و حتی بلندتر از Cheetah بپرند ولی نمیتوانند خودشان به طور مستقل این کار را انجام دهند. زیرا پرش در حال دویدن یک رفتار کاملا دینامیک و پویا است. و بین انرژی و تعادل باید مدیریت انجام گیرد از طرفی باید قادر به تحمل فشار ناشی از پرش نیز باشد. ربات ما به طور خاص و ویژهای برای اعمال این رفتارهای پویا طراحی شده است."
کیم همچنین در وبلاگ MIT توضیح میدهد که این الگوریتم لزوما راهحل بهینه را برای انجام انتخاب نمیکند بلکه شدنیترین راهحل ممکن را برمیگزیند. اگر بخواهیم عملکرد این ربات را بهینه کنیم و بهینهسازی انرژی انجام دهیم. ربات به سختی خواهد توانست که موانع را تشخیص دهد اما این خطرناک است و پیداکردن یک راهحل بهینه زمان بسیاری برای محاسبه طلب میکند. معمولا در زمان دویدن نمیخواهیم که زمان زیادی را برای یافتن راهحلهای بهتر صرف کنیم. فقط راههایی را انتخاب میکنیم که شدنی باشند. زیرا یافتن راهحلهای بهینه معمولا وسواس و زمان زیادی میطلبد.
پروفسور کیم میگوید:
زمانی که در حال دویدن هستید باید بسیار سریع تصمیم بگیرید و همین کافی است که تصمیمات ما به اندازهی کافی خوب باشد.
محققان MIT برای اولین بار ربات ساخت شدهی خود را در کنفرانس بینالمللی IEEE که در زمینهی سیستمها و رباتهای هوشمند در شیکاگو برگزار شده بود ارائه دادند.
کیم و تیم تحقیقاتی او در حال حاضر نیز در حال کار بر روی یک ربات گربه هستند که این ربات قادر خواهد بود خودش را در زمین نرمی مثل زمین پوشیده از چمن نیز اداره کند.