Umělé zvíře plánuje svou cestu prakticky stejně, jako živé organismy. Sleduje svůj směr pohybu a když se v něm vyskytne překážka, určí výšku. S předstihem si začne upravovat svůj krok a je-li potřeba, tak ze své maximální rychlosti ubere. I síly ke skoku vynaloží jen tolik, kolik jí je k překonání bariéry bezpodmínečně potřeba. Doskok robotí krok pochopitelně poněkud rozhodí, gepard je ale naprogramován tak, aby své nejvyšší tempo v co nejkratším čase zase obnovil.

Zvětšit obrázek

Ještě loni v září byl gepard slepý a běhat a skákat mohl jen na povely z pupeční šňůry vedoucí do super-počítače v řídícím středisku.

Umělý gepard již zvládá překážky 46 centimetrů vysoké. To je více než polovina jeho vlastní výšky. Běhá přitom průměrnou rychlostí 8 kilometrů za hodinu.  Internetem kolovala videa se skákajícím gepardem již loni. Na těch se ale taktně mlčelo, že je slepý, bez kamer a dalších systémů. Tedy prakticky nesvéprávný. Letos vedoucí týmu Sangbae Kim, se svými kolegy z MIT již již předvedou bez vodítka. Jak moc toho má jejich svěřenec natrénováno budou předvádět na překážkové dráze svým chlebodárcům. Akce bude veřejná, zájemci se ale musí vypravit do Kalifornie. Bude to stát za to, na finále „DARPA Robotics Challenge“ toho bude k vidění hodně. Chlubit se a hledat sponzory bude 25 špičkových technických a programátorských týmů z celého světa. To hlavní bude k vidění 5. - 6. června na výstavišti Pomona v Los Angeles.

Zvětšit obrázek

Sangbae Kim,vedoucí Laboratoře biomimetické robotiky na Massachusetts Institute of Technology, jejíž program financuje Agentura pro výzkum pokročilých obranných projektů DARPA  (Defense Advanced Research Projects Agency).

Gepard 2 bude předvádět vizuální systém LIDAR využívající odrazů laseru k mapování terénu. Jak jeho data zpracovává třístupňový algoritmus, který plánuje trasu robota. Aby omezený výkon robotího mozku vzorec vizuální scény stíhal, museli jej zjednodušit na jakési příčné přímky na nichž se případně může vyskytnout překážka. Ta se pak jeví jako odchylka a v dané linii a jakmile tato situace nastane, druhá složka algoritmu stanoví propočítá nejlepší pozici, z níž bude nejlepší provést skok. K tomu začne přizpůsobovat rychlost pohybu. Nejde ale jen o rychlost pohybu končetin, ale také délka kroku. To proto, aby mu k vypočítané lajně odrazu „vyšel krok“.

Zvětšit obrázek

„Lidarové“ oči a zjednodušené algoritmy, které zvládá palubní počítačový mozek z něj udělal autonomního robota volícího si optimální rychlost běhu, bod odskoku a sílu odrazu, podle výšky překážky, která se mu připlete do cesty. Poskládané snímky z tréningu geparda. Kredit: Haewon Park, Patrick Wensing, a Sangbae Kim.

Proces optimalizace běží pro každý skok, znovu a znovu. Trvá pouhých 100 milisekund, což je polovina času jednoho robotího kroku.Při dosažení odrazového bodu přebírá otěže třetí složka algoritmu. Ta řídí sílu elektromotorů robota a určuje sílu záběru separátně pro přední a zadní končetiny tak, aby jeho hmotnost nejen překonala překážku, ale také aby tělo dodrželo potřebnou trajektorii skoku i s patřičným úhlem dopadu.

Robot běžící na tréningovém pásu se s různě vysokými překážkami (včetně těch půlmetrových), vypořádává  s úspěšností 70 %. V praxi na běžecké trati, kde má na rozhodování více času, je jeho úspěšnost devadesátiprocentní. Kimův tým již pracuje na algoritmech, které jejich gepardovi umožní běhat na měkkém travnatém povrchu. Americký gepard na baterky, svou osmikilometrovou maximálkou na své jmenovce „jezdící na maso“, zatím nemá. V Massachusetts prý již plánují chovný program v němž svou „dvojku“ budou křížit s „Gepardem 1“. Ten byl stavěn na sprint  22 km/hod.

Pramen: MIT (Massachusetts Institute of Technology)