Robotika · pelajaran 6
Berjalan dengan dua kaki
Masalahnya
Robot beroda selalu menapak. Robot berkaki mengangkat satu kaki di setiap langkah, dan saat itu ia hanya bertumpu pada satu telapak selebar 8 cm. Kalau perhitungannya salah sedikit, robot jatuh.
Aktifkan Tampilan → Telapak tumpuan, titik berat & ZMP:
- Garis biru: support polygon, area yang dibentuk telapak yang menapak. Saat dua kaki menapak, areanya mencakup keduanya. Saat satu kaki terangkat, hanya telapak itu.
- Titik putih: proyeksi titik berat (center of mass) ke lantai, dihitung dari massa 21 bagian robot (data URDF ROBOTIS) dan sudut sendi yang terukur.
- Cincin hijau/merah: ZMP (zero-moment point).
Statis vs dinamis
Kalau robot diam, ia stabil selama titik berat ada di atas telapak tumpuan. Tapi robot yang berjalan juga berakselerasi, dan akselerasi ikut “mendorong”. Model cart-table menggabungkan keduanya:
= tinggi titik berat (±23 cm), = 9,81 m/s², = percepatan pinggul. Robot tidak terguling selama ZMP berada di dalam telapak tumpuan. Begitu ZMP keluar lebih dari 0,1 detik, robot jatuh.
Siklus langkah
Satu siklus = dua langkah. Setiap langkah:
- Dua kaki menapak (double support): berat badan dipindahkan.
- Satu kaki menapak (single support): kaki lain terangkat dan diayun ke titik langkah berikutnya (kotak ungu di lantai).
Agar bisa mengangkat kaki kanan, pinggul harus bergoyang ke kiri (parameter Goyang pinggul). Pinggul bergoyang seperti gelombang sinus; akselerasinya mendorong ZMP lebih jauh lagi ke arah yang sama. Akibatnya:
- goyang terlalu kecil: ZMP tidak sampai ke telapak tumpuan, dan robot jatuh ke dalam;
- goyang terlalu besar: ZMP melewati tepi luar telapak, dan robot jatuh ke luar.
Langkah yang lebih cepat berarti goyangan lebih cepat dan akselerasi lebih besar, jadi goyang yang dibutuhkan lebih kecil.
Dari rencana ke sendi
Modul jalan hanya merencanakan posisi kedua telapak relatif terhadap pinggul. Sudut 6 sendi tiap kaki dihitung dengan inverse kinematics. Pilih l_knee di tab Servo sambil berjalan: lutut menekuk dan meluruskan setiap langkah. Parameter Tinggi pinggul menentukan seberapa jongkok robot berjalan. Lutut yang lurus penuh membuat IK sulit (dekat singularitas).
Coba
- Buka ⚙ Parameter jalan. Jalan dengan W, lalu turunkan Goyang pinggul ke 0. Robot jatuh, lalu bangun sendiri: pengelola jatuh (kotak 🤕 HCM) membaca IMU dan memutar halaman gerakan bangun ROBOTIS. Matikan bangun sendiri kalau ingin robotnya tetap terbaring sampai kamu menekan Bangkit.
- Naikkan goyang ke 3,5 cm. Jatuh ke arah sebaliknya.
- Kembalikan ke 2 cm, lalu turunkan Periode 2 langkah ke 0,40 s. Jatuh lagi, padahal goyangnya sama. Kenapa?
Misi
Dengan periode ≤ 0,40 s, berjalan 1,5 m tanpa jatuh. Hitungan jarak dimulai ulang setiap kali parameter diubah atau robot jatuh. Petunjuk: pikirkan rumus ZMP di atas.
Catatan
Ini model yang disederhanakan: kaki yang menapak dianggap tidak pernah selip, dan dinamika dihitung dari rencana gerak pinggul, bukan dari simulasi fisika penuh. Walaupun begitu, angkanya cukup dekat: OP3 asli memakai goyang ±2 cm pada periode 0,6 s.
Selanjutnya: Melihat bola dan menendang · Semua pelajaran