Tiongkok melatih robot melompat seperti kucing untuk menjelajahi asteroid

[iklan_1]

Terinspirasi oleh kemampuan kucing untuk berputar dan mendarat, tim peneliti di Institut Teknologi Harbin (Tiongkok) menggunakan pembelajaran penguatan (RL) - sejenis kecerdasan buatan (AI) - untuk melatih robot agar menyesuaikan postur mereka di udara saat melompati permukaan kasar dan gravitasi rendah di asteroid.

Tim peneliti Tiongkok melatih robot berkaki empat untuk menyesuaikan postur dan mendarat layaknya kucing agar dapat bergerak di permukaan asteroid. (Foto: SCMP)

Berbeda dengan sistem tradisional yang mengandalkan perangkat keras stabilisasi khusus namun berat, robot ini menggunakan sistem kontrol "bebas model" untuk menggerakkan keempat kakinya dalam gerakan terkoordinasi. Hal ini memungkinkan robot untuk menyesuaikan kemiringan dan mengubah arah perjalanannya di udara, lapor para peneliti dalam Journal of Astronautics.

Penelitian ini mengatasi tantangan utama pada lompatan robot saat bergerak di asteroid, di mana lingkungannya memiliki gravitasi rendah dan bahkan sedikit ketidakseimbangan dalam kekuatan kaki dapat menyebabkan robot berputar tak terkendali, mendarat tidak berhasil, atau terpental dari permukaan sepenuhnya.

"Di lingkungan asteroid dengan gravitasi rendah, robot mengalami periode jatuh bebas yang panjang setiap kali melompat. Penting untuk memanfaatkan waktu ini guna menyesuaikan defleksi akibat lompatan, memastikan pendaratan yang aman, atau mengubah sudut rotasi untuk menyesuaikan arah gerakan," ujar tim dalam laporan tersebut.

“Sebuah platform simulasi gayaberat mikro dirancang dan dibangun, yang dengannya efektivitas metode lompatan ini diverifikasi melalui eksperimen pada prototipe robot berkaki empat,” tambah tim peneliti tersebut.

Asteroid adalah sisa-sisa pembentukan tata surya dan memegang kunci untuk menguraikan asal-usulnya. Asteroid juga kaya akan sumber daya seperti platinum dan logam langka lainnya, yang dapat membantu eksplorasi ruang angkasa dan aplikasi industri di masa depan.

Tantangan di permukaan asteroid

Sejauh ini, badan antariksa di Eropa, Jepang, dan AS telah berhasil mendaratkan pesawat antariksa di asteroid untuk mengambil sampel, tetapi belum ada yang mengerahkan penjelajah yang mampu melakukan eksplorasi permukaan jangka panjang.

Penjelajah beroda tradisional, seperti yang digunakan di Bulan dan Mars, menghadapi tantangan di lingkungan asteroid karena gravitasinya yang lemah, biasanya hanya beberapa seperseribu gravitasi Bumi, tidak memberikan daya tarik yang cukup bagi roda untuk beroperasi secara efektif.

Untuk mengatasi keterbatasan ini, para ilmuwan telah mengusulkan penggunaan robot pelompat untuk misi masa depan, tetapi hal itu menghadirkan serangkaian tantangan baru.

Setiap kali melompat, robot tersebut tetap berada di udara selama sekitar 10 detik atau lebih, cukup lama agar gaya kaki yang tidak seimbang dapat menyebabkan robot berputar tak terkendali atau bahkan terpental dari permukaan dan melayang ke luar angkasa.

Tim Harbin menggunakan RL untuk melatih robot dalam simulasi virtual. Selama tujuh jam, AI belajar dari kesalahan eksperimennya dan menyempurnakan gerakannya agar mendarat dengan stabil. Sistem AI robot menunjukkan kemampuan untuk menyesuaikan orientasinya, termasuk pitch (condong ke depan atau ke belakang), tilt (condong ke samping), dan yaw (sudut rotasi), hanya dalam beberapa detik.

Misalnya, saat meluncur ke depan dengan kemiringan besar hingga 140 derajat, robot dapat menstabilkan posturnya dalam waktu 8 detik. Robot juga dapat berputar di udara hingga 90 derajat untuk mengubah arah gerakan.

Robot dilatih menggunakan pembelajaran penguatan. (Foto: SCMP)

Untuk memvalidasi efektivitas sistem, para peneliti membangun platform simulasi gayaberat mikro yang memungkinkan robot untuk "melayang" di permukaan yang hampir tanpa gesekan.

Meskipun terbatas pada gerak dua dimensi, percobaan tersebut mengonfirmasi keefektifan sistem dan memperkuat hasil simulasi, kata tim tersebut.

Selain itu, para ilmuwan menemukan bahwa proses ini hanya membutuhkan sedikit daya komputasi dari robot. Desain sistem yang ringan dan hemat energi membuatnya sangat cocok untuk misi eksplorasi luar angkasa.

Di masa depan, sistem ini dapat memiliki beragam aplikasi, mulai dari eksplorasi ilmiah hingga penambangan sumber daya di asteroid. Namun, tim tersebut menyatakan bahwa diperlukan lebih banyak penelitian untuk meningkatkan kemampuan AI dalam beradaptasi dengan beragam medan dan lingkungan.

Hua Yu (Sumber: SCMP)

[iklan_2]
Sumber