При управлении роботом-аватаром софт подстраховывает робота в ходьбе и беге, чтобы не упал. Ниже мои алгоритмы ходьбы, бега, защиты от толчков робота-аватара.
Если удельная мощность, скорость андроида не меньше человека, большая точность вычислений не нужна. Процесс перехода устойчивого динамического равновесия в неустойчивое длится 3-4 раза дольше одного шага при повторяемости тактов движения. Софту достаточно поддерживать повторяемость тактов движений, внося малые поправки.
АЛГОРИТМ ПОПЕРЕЧНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ АНДРОИДА, ХОДЬБА, БЕГ Нагрузка на левую ступню выросла в сравнении с правой ступней – при касании левой ступней пола боковой привод левого бедра и привод тазобедренного балансира наклоняют туловище андроида вправо по цифрам датчика угла наклона туловища и шаговых импульсов в ступнях.
Покачивания туловища вправо-влево дают поперечную стабилизацию андроида.
АЛГОРИТМ ПРОДОЛЬНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ХОДЬБЫ, БЕГА – разница в длине шага оператора <1% – софт уравнивает длину шагов по цифрам плечевых датчиков продольного горизонтального ускорения. Или по цифре поясного датчика поперечного горизонтального ускорения (равна нулю за 2 шага).
АЛГОРИТМ ПЛАВНОЙ ПОХОДКИ НА НЕРОВНОЙ ДОРОГЕ На неровной дороге вертикальный (проекция вектора импульса на вертикаль) импульс переходит с правой ступни на левую и наоборот. Для плавности походки ограничиваем перемещение центра масс андроида вправо-влево. Для этого допускаем перегрузку одной ступни на несколько секунд.
3D-датчик ускорения туловища в верхней части туловища измеряет боковое ускорение туловища. Чем больше боковое ускорение или боковое смещение туловища андроида, тем большую разницу шагового импульса правой и левой ног установит таблица решений алгоритма.
Для перемещения центра масс вбок андроид немного снижает центр масс, чтоб увеличить силу и время толчка перегруженной ступни, уменьшить время толчка недогруженной ступни. Импульс ступни – это средняя сила толчка ступни умножить на время толчка.
Толчок ступни начинается с момента поднятия центра масс андроида. Толчку ступни предшествует тормозной толчок ступни. Он начинается с касания ступней земли (фиксирует датчик туловища), заканчивается в момент поднятия центра масс андроида (фиксирует датчик туловища).
СТУПНЯ ОПРЕДЕЛЯЕТ ТИП ПОВЕРХНОСТИ На твердом полу нагрузка на ступню при шаге 100%. Если наступить на мокрую глину нагрузка на ступню будет меньше. Софт ступни запоминает начальный момент контакта ступни, график изменения силы в датчиках силы ступни, скорость и величину провала ступни в грунт.
По параметрам грунта софт подключит таблицу «тип грунта – процент понижения центра масс туловища андроида – процент дополнительного вытягивания вниз ноги – процент увеличения времени толчка ступней (импульс ступни)».
АЛГОРИТМ СЛЕПОЙ СПРИНТЕРСКИЙ БЕГ АНДРОИДА НА НОСКАХ СТУПНЕЙ (пятки не касаются земли, слепой бег без телекамер) Угол-В бедра – угол между вертикалью и проекцией на Продольную вертикальную плоскость бега продольной оси толкающего бедра в Нулевой точке шага. Если бедра угол-В к вертикали растет, алгоритм наклоняет вниз верхнюю часть туловища андроида, уменьшает длину шага андроида. Если бедра угол-В к вертикали уменьшается, алгоритм поднимает верхнюю часть туловища андроида, увеличивает длину шага андроида.
Продольная вертикальная плоскость бега – вертикальная плоскость проходящая через центр масс андроида и параллельная вектору движения андроида.
Продольный критический угол туловища – угол между вертикалью и проекцией на продольную вертикальную плоскость бега андроида линии, соединяющей центр масс андроида и точку опоры ступни в момент максимальной силы толчка этой ступни. Если Продольный критический угол туловища меньше нормы (наклон слишком назад) – алгоритм уменьшает угол колена в нулевой точке шага. Если Продольный критический угол туловища больше нормы (наклон слишком вперед) – алгоритм увеличвает угол колена в нулевой точке шага.
Нулевая точка шага – точка в которой приземление ступни с торможением заканчивается: продольное ускорение центра масс туловища равно нулю. Чем больше скорость, тем больше алгоритм ходьбы и бега смещает нулевую точку шага в сторону задней части ступни. При торможении чем больше скорость, тем больше алгоритм ходьбы и бега смещает нулевую точку шага в сторону передней части ступни.
Алгоритм слепого бега работает плохо, если поверхность по которой бежит андроид, неровная имеет бугры, ямы. Тогда в случае приземления носка ступни на бугор – точка-R – алгоритм слепого бега находит (по таблице «горизонтальное ускорение – высота бугра») высоту бугра в точке-R и на 97% этой высоты сильнее сгибает в колене ногу, на ~3% этой высоты поднимает центр масс туловища обратной связью приводов ног с вертикальным ускорением центра масс туловища (три 3D-датчика ускорения в туловище).
Если ступня андроида приземлилась в яму – точка-R – алгоритм слепого бега находит (по таблице «горизонтальное ускорение – глубина ямы») глубину ямы в точке-R и на 100% этой глубины выпрямляет в колене ногу и выравнивает по вертикали туловище.
Слепой спринтерский бег на повороте: андроид использует 2 пропорциональных датчика силы в носке ступни андроида и 1 пропорциональный датчик силы в пятке. Суммарный импульс силы (цифру средней силы датчика силы умножить на время её приложения) двух датчиков силы носка левой ступни андроида должен быть равен суммарному импульсу силы двух датчиков силы носка правой ступни.
АЛГОРИТМ СЛЕПОГО БЕГА (без телекамер) В беге ступни андроида выполняют приземление, разгон. При приземлении, разгоне алгоритм обратной связью приводов поддерживает параллельность между вектором силы реакции опоры ступни и линией наклона 2D-отвеса в туловище андроида. Вектор силы реакции опоры ступни противоположен по направлению, равен по величине векторной сумме силы тяжести и силы инерции.
Работу алгоритма обеспечивают: 1. 2D-датчик угла наклона + 3D-гироскоп + 3D-акселерометр в туловище андроида. 2. два датчика силы в носке ступни андроида и 1 датчик силы в пятке. 3. управление углом колена в Нулевой точке шага. 4. управление наклоном туловища от вертикали.
Левый поперечный критический угол туловища – угол между вертикалью и проекцией на поперечную вертикальную плоскость бега андроида линии, соединяющей центр масс андроида и точку опоры левой ступни в момент максимальной силы толчка этой ступни.
Алгоритм включает обратную связь приводов андроида с его датчиками по таблице «Левый поперечный критический угол туловища – угол-В бедра – угол колена в Нулевой точке шага».
Поперечная плоскость бега – вертикальная плоскость проходящая через центр масс андроида, перпендикулярная продольной плоскости бега.
Угол-В бедра – угол между вертикалью и проекцией на Поперечную плоскость бега продольной оси толкающего бедра в Нулевой точке шага.
Правый поперечный критический угол туловища – угол между вертикалью и проекцией на поперечную вертикальную плоскость бега андроида линии, соединяющей центр масс андроида и точку опоры правой ступни в момент максимальной силы толчка этой ступни.
Алгоритм включает обратную связь приводов андроида с его датчиками по таблице «Правый поперечный критический угол туловища – угол-В бедра – угол колена в Нулевой точке шага». Небольшие по длине вертикальные препятствия пробегаются на согнутых ногах, ямы на вытянутых ногах.
Слепой бег на повороте: андроид использует 2 пропорциональных датчика силы в носке ступни андроида и 1 пропорциональный датчик силы в пятке. Импульс силы (цифру средней силы датчика силы умножить на время её приложения) датчика силы левой пятки андроида должен быть равен импульсу силы датчика силы правой пятки при приземлении ступни.
Импульс силы может измерять конденсатор по величине заряда или магнитно-индукционный датчик на основе постоянного магнита.
Суммарный импульс силы двух датчиков силы носка левой ступни андроида должен быть равен суммарному импульсу силы двух датчиков силы носка правой ступни при разгонном толчке ступни.
Если в левой ступне импульс силы на 5% больше чем в правой ступне – алгоритм на 5% увеличит (больше усилие ноги, дольше прижим ступни к земле) импульс силы в правой ступне. Аналогично если в правой ступне импульс силы на 5% больше.
Для уменьшения радиуса бега алгоритм уменьшит угол колена в нулевой точке шага; увеличит разность длины шагов. Для роста радиуса бега алгоритм увеличит угол колена в нулевой точке шага; уменьшит разность длины шагов.
Торможение бега: алгоритм увеличит углы колен в Нулевой точке шага, уменьшит шаг. Разгон: софт увеличит углы колен в Нулевой точке шага, увеличит шаг.
Туловище андроида начало заваливаться вперед – определяется это по превышению импульса силы в датчике силы пятки андроида при приземлении ступни, над суммарным импульсом силы в двух датчиках силы носка ступни при толчке. Алгоритм ответит увеличением шага по таблице «разность импульсов силы – длина шага», увеличением частоты шагов, увеличением угла колена в Нулевой точке шага, увеличением разноса рук вперед–назад.
Туловище андроида начало заваливаться назад – определяется это по превышению суммарного импульса силы в двух датчиках силы носка ступни андроида при толчке ступни, над импульсом силы в датчике силы пятки при приземлении. Алгоритм ответит уменьшением шага, увеличением частоты шагов, уменьшением угла колена в Нулевой точке шага.
Туловище андроида начало заваливаться влево – определяется это по: максимальная средняя сила в датчиках силы правой ступни андроида стала больше чем в левой ступне. Алгоритм ответит увеличением максимальной средней силы в левой ступне, увеличением угла правого колена в Нулевой точке шага, слегка завалит туловище вправо.
Туловище андроида начало заваливаться вправо – определяется это по: максимальная средняя сила в датчиках силы левой ступни андроида стала больше чем в правой ступне. Алгоритм ответит увеличением максимальной средней силы в правой ступне, увеличением угла левого колена в Нулевой точке шага, слегка завалит туловище влево.
Уменьшение скорости перемещения андроида: алгоритм по принципу «импульс силы в ступне андроида при приземлении равен импульсу силы при толчке» уменьшает шаг, увеличивает частоту шагов, увеличивает угол колена в Нулевой точке шага.
Увеличение скорости перемещения андроида: алгоритм по принципу «импульс силы в ступне андроида при приземлении равен импульсу силы при толчке» увеличивает шаг, увеличивает частоту шагов, увеличивает угол колена в Нулевой точке шага.
Уменьшение радиуса поворота при перемещении андроида: по принципу «максимальная средняя сила в датчиках силы левой ступни андроида в Нулевой точке шага равна максимальной средней силе в датчиках силы правой ступни» алгоритм уменьшает длину шага и увеличивает угол колена в Нулевой точке шага на ноге с внутренней стороны поворота.
Увеличение радиуса поворота при перемещении андроида: по принципу «максимальная средняя сила в датчиках силы левой ступни андроида в Нулевой точке шага равна максимальной средней силе в датчиках силы правой ступни» алгоритм увеличивает длину шага и уменьшает угол колена в Нулевой точке шага на ноге с внутренней стороны поворота.
Торможение в повороте: по приниципу «одинакова максимальная средняя сила в датчиках правой, левой ступней» алгоритм уменьшает длину шага и увеличивает угол колена в Нулевой точке шага в ногах андроида. Максимальная средняя сила двух передних датчиков силы ступни андроида меньше максимальной средней силы в датчике силы пятки.
Разгон в повороте: по приниципу «одинакова максимальная средняя сила в датчиках правой, левой ступней» алгоритм увеличивает длину шага и увеличивает угол колена в Нулевой точке шага в ногах андроида. Максимальная средняя сила двух передних датчиков силы ступни андроида больше максимальной средней силы в датчике силы пятки.
Угол спуска, подъема земли алгоритм определяет по величине несовпадения ускорения в нижнем 3D-датчике ускорения туловища андроида, с ускорением вычисленным (таблица) по цифрам датчиков сил ступней.
В всех алгоритмах бега, ходьбы компенсация реактивного момента вращения (вертикальная ось) – через поворот туловища в противоположную (вертикальная ось) реактивному моменту сторону + движения рук вперед-назад.
При нехватке компенсирующего момента – алгоритм увеличит наклон туловища вперед и углы колен в Нулевой точке шага. Плоскость слепого бега ног андроида, алгоритм строит по сигналам 3D-датчиков ускорений, 3D-гироскопа туловища андроида.
Принцип построения вертикали андроида: 1. продольное ускорение нижней и верхней части туловища равны. 2. поперечное ускорение нижней и верхней части туловища равны.
У андроида два 3D-датчика линейного горизонтального ускорения в плечах и один в центре нижней части туловища. Продольное ускорение нижней части туловища больше – андроид тормозит чтоб уравнять ускорения. Продольное ускорение верхней части туловища больше – андроид разгоняется пока не уравняет ускорения.
Поперечное ускорение верхней части туловища больше, андроид заваливается влево – андроид двигает ноги вбок влево пока не уравняет нагрузку на обе ноги по датчикам силы ступней.
При ходьбе, беге датчики ускорения в плечах андроида имеют разное продольное ускорение. Алгоритм находит среднее продольное ускорение верхней части туловища, складывая в противофазе сигналы продольного ускорения плечевых датчиков.
По ускорениям верхней и нижней части туловища находится вертикаль андроида в продольной и поперечной вертикальных плоскостях андроида. Сигналы продольных, поперечных ускорений алгоритм корректирует по цифре угла между туловищем и тазобедренным балансиром андроида: в трафик обратной связи идет откорректированный (проекции ускорений на продольную и поперечную вертикальные плоскости андроида) сигнал.
По цифрам этих 3-х датчиков ускорения алгоритм по закону-2 Ньютона вычислит оба угла направления на снайпера который выстрелил в туловище андроида.
АЛГОРИТМ УПРАВЛЯЕМОГО ИМПУЛЬСА СИЛЫ Импульс толчка – это сила толчка умножить на время. Цифру импульса задает заранее оператор или софт по таблицам. Оператору помогает софт. Андроид делает толчок рукой, ногой или туловищем.
Если толчок получается слишком сильным – андроид в режиме реального времени уменьшает время толчка, подгоняя к заданной цифре импульс толчка. График скорости уменьшения времени толчка заложен в алгоритм.
Если толчок получается слишком слабым – андроид увеличивает время толчка. График скорости увеличения времени толчка заложен в алгоритм. Пример: в робофутболе важно дать точный импульс мячу ногой робота. У робота в ноге датчик силы + таймер борткомпьютера + алгоритм управляемого импульса силы.
АЛГОРИТМ «ПАДЕНИЕ» Андроид падая приседает ровно настолько, насколько должен выбросить в сторону падения ногу-1. Центр масс туловища с руками двигается вниз с таким же ускорением, с каким он двигается вперед. Выбросив вперед ногу-1 андроид перемещает туловище к точке-Т. Точка-Т находится на полу в плоскости падения центра масс андроида. Точка-Т находится между ступнями ног после выполнения алгоритма.
После приземления ноги-1 на нее переносится вес андроида. Затем вперед выбрасывается нога-2. После приземления ноги-2 центр масс туловища с руками движется верх до перехода андроида в стоячее положение.
АЛГОРИТМ «УСИЛЕНИЕ ГРАВИТАЦИИ» Если андроид заваливается на одну ногу – эта нога резко подбрасывает вверх туловище (одновременно подняв горизонтально другую ногу в сторону противоположную направлению заваливания туловища), замедленное сгибание толчковой ноги, снова резкий подъем туловища этой ногой: цикл повторяемый 2-3 раза почти вдвое увеличит силу прижимающую туловище андроида к полу, не дает андроиду упасть.
Нежелательное перемещение центра масс андроида в горизонтальном направлении тормозит резкое поднятие центра масс андроида ногами, туловищем и руками.
АЛГОРИТМ «ЛЕСТНИЦА» Подъем по лестнице софт андроида выполнит по сигналам 2-х инфракрасных или ультразвуковых датчиков (или радиовысотомер) расстояния спереди ступни. По графику отраженного сигнала софт раздельно определяет высоту до ступеньки под ступней, расстояние до ступеньки спереди. Аналогично работают 2 датчика сзади ступни при спуске андроида с лестницы.
АЛГОРИТМ «ПРОТИВОБУКСОВОЧНАЯ СИСТЕМА» Для быстрого старта с вертикального положения андроид резко приседает, шагая с наклоном вперед. Затем в разгоне вперед для кратковременного улучшения сцепления ступней поднимает свой центр масс. Инерция массы, движущейся вверх, удваивает прижим, трение ступней и линейное ускорение андроида.
УПРАВЛЕНИЕ ВСЕМ ТЕЛОМ ДЕРЕВОМ ТАБЛИЦ Сигналы датчиков сил, ускорений андроида идут на входы таблиц решений ступени-1 дерева таблиц системы управления телом андроида. На вход ступени-1 дерева таблиц идут сигналы всех датчиков андроида. Выходные сигналы ступени-1 идут на вход таблиц решений ступени-2 дерева таблиц. Выходные сигналы ступени-2 идут на вход таблиц решений ступени-3 дерева таблиц. На выходе дерева таблиц – управляющие сигналы всех приводов андроида в режиме реального времени.
Каждый датчик силы, ускорения андроида имеет свои таблицы решений в ступени-1 дерева таблиц. В беге по пересеченной местности в дерево таблиц добавляются таблицы решений учитывающие высоту точки приземления ступни.
В чемпионате мира по единоборствам андроиды работают в основном по таблицам решений. Как и спортсмены в чемпионатах мира по единоборствах среди людей, где тренировками спортсмены громоздкие вычисления движений мозгом заменяют готовыми таблицами решений, это в 3-4 раза быстрее.
При создании софта сложных движений андроида достаточно написать таблицы решений «время – координата ключевой точки конечности» (андроидная система координат XYZ). Остальную работу выполнят шаблонные таблицы решений «время – координата шарнира конечности», «время – координаты условных центров плечевых шарниров андроида», «время – координаты левого, правого шарниров таза», которые выполняют отрицательные обратные связи «датчик – привод».
Андроидная система координат XYZ Координата X: продольная горизонталь-X проходящая через условный (чтоб не пересчитывать его заново в движениях) центр масс андроида. Условный центр масс совпадает с реальным когда андроид стоит. Канал-X – канал управления продольными движениями андроида. Координата Y: вертикаль проходящая через условный центр масс андроида. Канал-Y – канал управления вертикальными движениями андроида. Координата Z: поперечная горизонталь-Z проходящая через условный центр масс андроида. Канал-Z – канал управления поперечными движениями андроида.
АЛГОРИТМ ВЗАИМНО НЕЗАВИСИМЫЕ СИСТЕМЫ в акробатике, ходьбе, беге, прыжках всё делит на канал-X, канал-Y, канал-Z. Эти три канала работают взаимно независимо, раздельно, имеют общие приводы. Три канала софт вычисляет раздельно, объединяя их выходные сигналы только в приводах. Идеология живучести делит сложные системы на отдельные взаимонезависимые системы. Это улучшает надежность, ремонтопригодность, самодиагностику робота.
В отличие от андроида Asimo разработанный мной андроид стоит, ходит, бежит с ровными ногами: его страхует от падения АЛГОРИТМ РАВНЫЙ ПРОЦЕНТ ХОДА ВСЕХ ПРИВОДОВ Все приводы проходят одинаковый процент требуемого для движения хода в любой момент времени.
АЛГОРИТМ «УПРУГИЕ ДЕФОРМАЦИИ ПРИВОДА» В любых единоборствах все приемы по принципу равномерного натяжения всех сухожилий за мгновение до приложения максимума силы против соперника. Для андроидов: перед приемом натянуть все тросы приводов за мгновение до приложения максимума силы против соперника.
АЛГОРИТМ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ БОРЦОВСКИЙ КОНТРПРИЕМ: приседание андроида с перемещением ноги в точку движения туловища противника. Соперник совершает бросок – приседание андроида в сторону вектора приложения силы, с передвиганием носка ступни неопорной ноги в точку-В, близкую к той точке, куда соперник хочет бросить андроида. В момент прихода ноги андроида в точку-В, она находится от центра масс туловища андроида на таком же расстоянии, как и носок другой ступни.
Передвигая ногу в точку-В андроид приседает с вертикальным ускорением, равным горизонтальному ускорению центра масс от толчка. При приседании сохраняется первоначальная угловая ориентация туловища.
АЛГОРИТМ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КОНТРПРИЕМ УДАРНЫХ ЕДИНОБОРСТВ: шаг в сторону соперника.
Соперник нанёс УДАР, ТОЛЧОК СПЕРЕДИ: андроид приседает в сторону вектора приложения силы, с отодвиганием назад пятки ступни неопорной ноги в точку-В. Точка-В и точка опоры ступни другой ноги находятся на прямой, проходящей через вертикаль от центра масс андроида. Андроид приседает с вертикальным ускорением, равным горизонтальному ускорению от толчка. При приседании сохраняется первоначальная угловая ориентация туловища.
Соперник нанёс УДАР, ТОЛЧОК СЗАДИ: андроид приседает вперед в сторону вектора приложения силы, с передвижением вперед носка ступни неопорной ноги в точку-В. Точка-В и точка опоры ступни другой ноги находятся на прямой, проходящей через вертикаль от центра масс андроида. Андроид приседает с вертикальным ускорением, равным горизонтальному ускорению от толчка. При приседании сохраняется первоначальная угловая ориентация туловища.
ПРИ ТОЛЧКЕ, УДАРЕ СБОКУ если вектор направлен чуть назад – в точке-В пятка. Если вектор направлен чуть вперед – в точке-В носок ступни. Остальная часть алгоритма неизменна.
АЛГОРИТМ «СПОТКНУЛСЯ В БЕГЕ» Андроид приседает на споткнувшуюся ногу с вертикальным ускорением равным тормозному ускорению туловища от толчка. Продольный, от вертикали, угол наклона вперед туловища увеличивается. Нога-2 выбрасывается вперед к точке-В приземления её носка ступни.
Точка-В и точка опоры ступни другой ноги находятся на прямой, проходящей через вертикаль от центра масс андроида.
Андроид приседает с вертикальным ускорением, равным горизонтальному ускорению от толчка. При приседании сохраняется первоначальная угловая ориентация туловища. Центр масс туловища перемещается по прямой наклоненной на угол 45° к вертикали. Если после толчка инерция не погашена – повтор алгоритма с новыми шагами.
Споткнувшийся на спуске андроид приседает с вертикальным ускорением V на m% больше горизонтального ускорения G. По таблицам решений «V-m-G», «h-m». Где h – угол наклона спуска. Если таблицы невыполнимы – группировка, перекат через плечо с стороны падения.
АЛГОРИТМ «СПОТКНУЛСЯ» При ходьбе нога задела тяжелый объект, андроид начал падать вперед – руки андроида мгновенно начинают вращаться спереди сверху вниз, сзади снизу-вверх. Момент от вращения рук в горизонтальной оси проходящей через плечи не дает андроиду быстро упасть вперед. Замедление падения дает андроиду время выставить вперед ногу для прекращения падения.
АЛГОРИТМ «ДИАГОНАЛЬНЫЙ ТОЛЧОК» Продольный, поперечный каналы движения работают раздельно. Их сигналы в приводы андроида софт геометрически суммирует, даёт на привод. У дерево таблиц отдельные ветви продольного, поперечного каналов движений: соответственно точки-В1-В2, таблицы решений «В1 + В2 = В».
Софт черепного компьютера человека может при необходимости в время ходьбы нагружать одну ногу больше другой: при переноске тяжелой сумки или когда повреждена нога. Софт таблицами решений управляет функцией постоянного баланса нагрузки ног. Андроид при соответствующей мощности, скорости, точности привода конечностей выполнит любые сложные движения точнее, быстрее любого человека.
Нужна эстетика движений – дать правильные цифры. Эстетика спортивной гимнастики высоко ценит хлёсткость движений: движения на короткое время заканчиваются неподвижным состоянием, переход к нему с максимальным тормозным ускорением. Алгоритм: ускорение минус 100% перед остановкой всех движений на 0,7 секунды.
Спринтерский бег отличает от стайерского длинные шаги на носках ступней, согнутые в нулевой точке шага колени, низкое положение центра масс, наклон вперед туловища.
АЛГОРИТМ ЛЫЖНИКА Если туловище андроида-лыжника заваливается назад – чуть приподнять туловище, слегка уменьшить расстояние между носками лыж для роста трения лыж, перенести вес на пятки. Туловище андроида заваливается вперед – чуть присесть, уменьшить трение лыж сделав их параллельными, перенести вес в переднюю часть ступней. На повороте туловище заваливается наружу – чуть присесть. Туловище андроида заваливается внутрь поворота – чуть поднять туловище. Для поворота направо носок правой лыжи повернуть налево или направо (если скорость не больше Х) чтоб увеличить трение правой лыжи. Часть алгоритма лыжника подходит для сноубордиста.
АЛГОРИТМ ПАЛЬЦЕВ При захвате, удержании предмета разница сил в пальцах нулевая.
АЛГОРИТМ ЗАХВАТА СКОЛЬЗКИХ ПРЕДМЕТОВ Поверхность захвата пальцами андроида скользкого объекта софт делит на малые поверхности, в которых диапазон углов наклона поверхности к вертикали 2°. В каждой из этих поверхностей сумма сил в приложенных тактильных пикселях складывается, затем умножается на коэффициент-Н зависящий от угла наклона поверхности к вертикали.
Эта выходная цифра складывается на всех малых поверхностях. Мы получаем силу трения, если известен коэффициент трения. Зная вес объекта можно вычислить минимальную силу захвата скользкого объекта. Остается приводами андроида точно держать эту минимальную силу с допуском в сторону увеличения.
АЛГОРИТМ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОБЪЕМА ЖИДКОСТИ Двигая стакан вправо-влево пальцы андроида определяют количество жидкости в стакане по росту времени действия бокового импульса из-за движения жидкости (по таблице «масса предмета – горизонтальное ускорение предмета – процентный рост времени импульса»).
Андроид Honda Asimo в конце каждого шага сильно тормозит, теряя энергию, скорость. Для плавных ходьбы, бега без торможений: балансирная подвеска верхних шарниров бедер как у андроида Илона Маска + пружины компенсирующие силу тяжести + АЛГОРИТМ ПЛАВАЮЩАЯ ПОХОДКА: бедро медленнее голени, голень медленнее ступни за счет ускоренного движения ступней.
АЛГОРИТМ ПРЫЖОК ВВЕРХ В прыжке вверх андроид увеличит взлетный импульс, подкинув вверх руки и наклоненное туловище.
АЛГОРИТМ ВОЛЧКА Для вращения тела в его продольной оси сложи вместе выпрямленные ноги. Руки жми к телу или вытяни в оси тела. Наклони тело вперед на несколько градусов в талии. Живот с стороны угла сгиба тела, т.е. угла пересечения продольных осей туловища, ног.
Включи мышцы живота, бедер справа спереди с углом 45° к плоскости живота, расслабь мышцы с противоположной стороны. Угол сгиба тела повернется по часовой стрелке в сторону напряженных мышц, тело человека на угол 45° повернется против часовой (взгляда с стороны головы) стрелки.
Вращая угол сгиба тела по часовой стрелке ты вращаешь тело против часовой стрелки. Процесс можно продолжать бесконечно в любую сторону или мгновенно прекратить. Этим алгоритмом в воде я вращался бочкой 2 об/сек. Сила тяжести не влияет.
Алгоритм ВОЛЧОК применяется при любом падении, чтоб андроид всегда падал лицом вниз, дальше зашагивание выравнивает вертикаль тела. Алгоритм ВОЛЧОК позволяет андроиду держать ноги ровными: при заваливании в любую сторону андроид падает лицом вниз с зашагиванием, выравнивая вертикаль тела. При группировке алгоритм волчок приземляет андроида на плечо.
АЛГОРИТМ ПОПЕРЕЧНОГО ВОЛЧКА (вращение андроида вокруг поперечной горизонтальной оси) в безопорном режиме: андроид вращая воображаемые велосипедные педали вращается в противоположном педалям направлении вращения. Поменяв направление вращения воображаемых педалей андроид меняет направление своего вращения.
В всех алгоритмах выше при ходьбе, беге требуется гасить или ускорять реактивный момент от оси позвоночника робота движениями рук, иногда ног и туловища.
АЛГОРИТМ МИКРОЛИФТ Отличие андроида от человека – покачивание андроида от резких остановок движения. Человек плавно линейно уменьшает ускорение частей тела. Алгоритм: обратная связь таблицами решений «датчик ускорения – привод троса» или «датчик силы – привод тросов».
Дешевый микролифт: троса натяжной ролик с прогрессивной подвеской + фрикционный амортизатор. Функцию фрикционного амортизатора выполняет трение шарниров подвески ролика. Трение шарниров конструктор микролифта подбирает кинематикой подвески, размерами трущейся поверхности шарниров подвески натяжного ролика троса. Масло нельзя в шарнирах – трение меняется от температуры. Компьютерный амортизатор работает лучше. Софт компенсирует изменение длины троса натяжным роликом.
Радиовысотомеры, инфракрасные высотомеры носков ступней андроида не находят точку касания в ходьбе, беге в реальном времени, если яма размерами больше полшага. Координаты точки касания пятки по длине внешнего фокуса телекамеры, по стереокартинке, таблицы решений.
АЛГОРИТМ МИКРОЛИФТ ПОВЕРХНОСТИ: 1. ультразвуковой микролифт плавного торможения предмета перед бесшумным касанием твердой поверхности. 2. емкостный микролифт 3. софт по длине внешнего фокуса
Тест микролифта рук: качество карандашного рисунка полутонами на твердой поверхности. Автомат стабилизации силы захвата кистью таблицами решений «вес – угол от вертикали – сила захвата» стабилизирует силу захвата.
Последний раз редактировалось Томас Эдисон 08 июл 2023, 12:38, всего редактировалось 1 раз.
|