ANYmal robot klimt nu ook de ladder op (video)

De ontwikkeling van viervoetige robots voor industriële omgevingen is in volle gang. Viervoetige robots zoals de ANYmal robot worden steeds vaker ingezet voor inspectie- en veiligheidsdoeleinden. Ze kunnen namelijk navigeren over ongelijk terrein, waar traditionele wielen niet volstaan. Echter, ondanks hun geavanceerde mobiliteit, hebben deze viervoetige robots nog altijd moeite met specifieke infrastructuur zoals gewone ladders. Dit beperkt hun potentieel, vooral op industriële locaties waar inspectie van gevaarlijke gebieden is moeilijk bereikbaar is.

Ladders zijn een veelvoorkomend obstakel in fabrieken, boorplatformen en andere industriële omgevingen. Het feit dat viervoetige robots deze nog niet goed kunnen beklimmen, betekent dat mensen vaak nog steeds risico’s moeten nemen. De ANYmal robot heeft dankzij nieuwe technologieën nu de mogelijkheid om daadwerkelijk ladders te beklimmen.

Nieuwe technologieën voor ladderklimmen

De ANYmal robot heeft, naast zijn indrukwekkende mobiliteit op moeilijk terrein, nu ook een manier gevonden om ladders te beklimmen door het gebruik van een speciaal ontworpen eind-effector. Deze “haak” stelt de robot in staat om zich vast te grijpen aan laddertreden en zich naar boven te trekken. Waar eerdere viervoetige robots veel moeite hadden met stabiliteit en grip op ladders, maakt de ANYmal robot gebruik van deze innovatieve haak in combinatie met een reinforcement learning-gebaseerde besturingsmethode om de stabiliteit te garanderen.

De mechanica achter het beklimmen van ladders is behoorlijk complex. De robot moet zijn lichaamszwaartepunt goed in balans houden terwijl hij zich beweegt op steile hoeken. Dankzij de nieuwe haak kan de ANYmal robot nu krachten genereren die nodig zijn om zichzelf omhoog te duwen en tegelijkertijd stabiel te blijven. Bovendien is deze klimtechniek robuust gebleken, zelfs op ladders met verschillende afmetingen en onder verstorende omstandigheden zoals trillingen en schokken.

Reinforcement learning: slim leren klimmen

Een van de grootste doorbraken bij de ANYmal robot is het gebruik van reinforcement learning (RL). Deze machine learning-techniek stelt de robot in staat om te leren van simulaties en deze kennis direct toe te passen in de echte wereld. Dankzij deze RL-methode kan de viervoetige robot verschillende ladderconfiguraties beklimmen, zoals variaties in hoogte, breedte en de afstand tussen de sporten. Dit is cruciaal op industriële locaties waar niet alle ladders aan dezelfde standaarden voldoen.

In simulaties behaalde de ANYmal robot een succespercentage van 96% bij het beklimmen van ladders met verschillende hellingshoeken en onder verstoringen. De RL-gestuurde controle maakt het mogelijk voor de robot om zich aan te passen aan onvoorspelbare veranderingen, zoals onverwachte krachten die tijdens het klimmen op de robot kunnen worden uitgeoefend. In de praktijk betekent dit dat de robot zich kan herstellen van een misstap of schok zonder dat de stabiliteit in gevaar komt.

ANYmal robot is snel en betrouwbaar

Na succesvolle simulaties werd de nieuwe klimtechniek van de ANYmal robot getest in de echte wereld, met indrukwekkende resultaten. De robot beklom ladders met een hoek van 70° tot 90° en had daarbij een succespercentage van 90%. De ANYmal robot kon zonder softwareaanpassingen op een ladder worden geplaatst en klom moeiteloos naar boven. Vergeleken met andere robotklimmers presteert hij ook uitzonderlijk: maar liefst 232 keer sneller dan andere viervoetige robots.

Het snelle klimvermogen van de ANYmal robot zorgt ervoor dat industriële inspecties veel efficiënter kunnen verlopen. De viervoetige robot kan snel gevaarlijke locaties bereiken zonder dat mensen risico’s hoeven te nemen. Bovendien bleek de robot ook bestand tegen onverwachte verstoringen tijdens het klimmen. In testen waarbij de robot werd getrokken aan verschillende delen van zijn chassis of poten, kon de ANYmal robot zich herstellen en doorgaan met klimmen zonder te vallen.

Uitbreiding van toepassingsmogelijkheden ANYmal robot

Met de mogelijkheid om ladders te beklimmen, opent de ANYmal robot nieuwe deuren voor industriële robots. Hij overwint niet alleen moeilijk terrein zoals rotsen, modder en sneeuw, maar pakt nu ook verticale infrastructuren zoals ladders aan. Hierdoor is hij ideaal voor inspecties op gevaarlijke industriële locaties waar menselijke toegang beperkt of onveilig is.

Daarnaast is de klimtechniek van de ANYmal robot mechanisch vergelijkbaar met hoe mensen een ladder beklimmen. Mensen gebruiken hun armen om zich aan sporten vast te houden en hun benen om zichzelf omhoog te duwen. De ANYmal robot haakt zijn voorpoten aan de ladder vast en duwt zichzelf met zijn achterpoten omhoog. Meer weten? Lees hier de paper over dit project.