Четвероногий робот

Кратко

Четвероногий робот (quadruped robot) — шагающий мобильный робот на четырёх ногах, внешне и по манере передвижения напоминающий собаку. По ГОСТ Р 60.0.0.4-2023 (ISO 8373:2021) мобильный робот — это робот, способный передвигаться самостоятельно; он может нести и манипуляторы. Смысл ног вместо колёс — проходимость: шагающая машина преодолевает больше типов местности, чем колёсная, расплачиваясь за это сложностью конструкции и энергопотреблением.

Для чего используется

Четвероногие роботы востребованы там, где колёсной технике мешают ступени, завалы и неровный рельеф, а посылать человека опасно или дорого:

  • инспекция энергообъектов и кабельных тоннелей;
  • аварийно-спасательные работы;
  • обследование тоннелей;
  • металлургия и горное дело;
  • строительные площадки;
  • исследования и обучение робототехнике.

Такой перечень отраслей заявляет, например, DEEP Robotics для своих промышленных моделей.

Как работает

Главная задача шагающей машины — не упасть. Равновесие удерживается двумя способами:

  • статически — центр тяжести всегда остаётся внутри опорного многоугольника, образованного стоящими на земле ногами; так ходят медленно и осторожно;
  • динамически — робот допускает мгновенную неустойчивость, но постоянно корректирует траекторию центра тяжести усилиями ног, как человек при беге.

Четыре ноги — удачный компромисс: устойчивости больше, чем у двуногих (особенно в движении), центр тяжести ниже. На малой скорости робот переставляет по одной ноге, сохраняя устойчивый «треножник» из трёх остальных. Общее правило: чем больше ног, тем устойчивее машина, чем меньше — тем она манёвреннее.

Управление ходьбой требует одновременной работы трёх контуров: приводы ног поддерживают равновесие, сенсоры выбирают место постановки стопы, алгоритмы планируют движение в целом. Для восприятия среды производители выпускают собственные сенсоры — например, Unitree делает 4D-лидары L1 и L2 (см. LiDAR).

Основные компоненты

  • корпус и четыре ноги с приводами;
  • сенсоры восприятия среды (лидары, камеры) и выбора точек опоры;
  • вычислитель с алгоритмами равновесия и планирования движения;
  • опционально — манипулятор на спине или колёса: у колёсно-шагающих вариантов (у Unitree — индекс «-W») к шагающим ногам добавлены колёса.

Примеры

  • Вехи развития: BigDog (Boston Dynamics, 2005) — один из первых широко известных динамически устойчивых четвероногих роботов; за ним последовали LS3, Spot, ANYmal от ANYbotics (существует взрывозащищённый вариант) и Aliengo от Unitree.
  • Unitree делит линейку на потребительские и учебные модели (Go2, Go1, A1) и промышленные (B2, A2, As2); суффикс «-W» обозначает колёсно-шагающую версию.
  • DEEP Robotics выпускает промышленные X30 и LYNX M20/S10, исследовательскую платформу Lite3, а также отдельного колёсно-шагающего робота для спасательных операций.

Связанные темы

Источники

Обновлено: 2026-07-08