Инженеры из Robotics and AI Institute сконструировали двухколесного робота Ultra Mobility Vehicle (UMV), объединившего стремительность велосипеда и акробатическую гибкость шагохода. Аппарат массой 23,5 кг разгоняется до 8 метров в секунду. Конструкция включает 3 основных узла: голову, шею и велосипедную раму. Основная масса робота сосредоточена в голове, вмещающей аккумуляторы, вычислительный блок и прыжковые приводы.
Пространственный механизм шарниров соединяет голову с рамой, позволяя смещать центр тяжести прямо на ходу. Шея и 2 тяги меняют положение верхней части: пара моторов задает базовые движения, а вспомогательные звенья гарантируют боковые наклоны. Еще 2 двигателя отвечают за руление и привод заднего колеса. Механика обходится всего 5 активными степенями свободы, полностью исключая маховики или подножки.
Секрет трюков кроется в обучении с подкреплением на базе среды NVIDIA Isaac Laboratory и алгоритма Proximal Policy Optimization. Моделируя тренировки, ученые варьировали распределение массы, сцепление, мощность моторов, задержки сигналов и шумы сенсоров. Это позволило создать 4 стратегии поведения: базовую езду, балансирование на заднем колесе с подскоками, кувырки и прыжки.
Робот выполняет трекстенд, прыгает боком, взбирается на препятствия и крутится на месте. На испытаниях UMV автономно запрыгнул на платформу высотой 1 метр, проехал по ней и спрыгнул вниз, безошибочно повторив цикл 15 раз. Тесты проводились с применением оптического захвата движений. В будущем инженеры установят бортовые датчики, надежные батареи и драйверы моторов, открыв машине путь в городскую экспресс-доставку и полевую разведку.