PhoneBot: двуногий робот на базе Android-смартфона
Исследователи лаборатории RoMeLa Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе представили PhoneBot — компактного двуногого робота, построенного вокруг обычного Android-смартфона. Телефон используется сразу в нескольких ролях: он отвечает за вычисления, съёмку изображения и работу инерциальных датчиков.
Высота робота немного превышает 48 см, а масса вместе со смартфоном составляет 1,8 кг. Конструкция оснащена 13 сервоприводами Dynamixel XL430-W250: шесть приводов установлены в каждой конечности, ещё один отвечает за поворот корпуса. Проводного соединения между телефоном и системой управления нет — команды передаются по Wi‑Fi с использованием протокола UDP.
Управление на смартфоне
Для робота разработали специальное Android-приложение. Оно запускает модели машинного обучения через TensorFlow Lite, обрабатывает данные с камер и датчиков, а также формирует команды для сервоприводов. Частота обновления команд достигает 50 раз в секунду, после чего они поступают на отдельную плату управления приводами.
Навыку ходьбы PhoneBot обучали в симуляторе MuJoCo/MJX с помощью метода PPO — Proximal Policy Optimization. При подготовке обучения учитывались ограничения моторов и механический люфт приводов. Кроме того, исходные данные дополнили зеркальными версиями с перестановкой левой и правой ног. По данным исследователей, это позволило уменьшить относительный дисбаланс крутящего момента между ногами с 20,5% до 3,4%.
Возможности и ограничения
Помимо ходьбы, робот умеет следовать за человеком и самостоятельно подниматься после падения. Рук у конструкции нет, поэтому набор взаимодействий с окружающими объектами ограничен. Для общения с использованием языковой модели PhoneBot требуется ноутбук: на нём запускается нейросеть, генерирующая ответы.
Авторы рассматривают проект прежде всего как доступный образовательный стенд для изучения робототехники, машинного обучения и управления приводами. Ориентировочная стоимость сборки составляет около 400 долларов, а в качестве вычислительного модуля учащиеся могут использовать собственные смартфоны.
Исследователи уже опубликовали препринт с описанием разработки и планируют позднее открыть исходный код проекта. Это должно упростить воспроизведение конструкции и использование PhoneBot в учебных и экспериментальных целях.
