Исследование KAIST о марафоне RAIBO2 показывает, как робот расходует заряд аккумулятора

Четвероногий RAIBO2 из KAIST завершил дорожный марафон длиной 42,195 километра в Южной Корее в ноябре 2024 года, затратив 4 часа 19 минут 52 секунды на одном заряде аккумулятора. Новая разработка — статья в Nature, опубликованная 23 сентября 2026 года, в которой описано, как инженеры совместно дорабатывали ноги робота, электронные схемы управления моторами и обученную походку, чтобы сократить потери энергии.

Главное изменение

• Что изменилось: Рецензируемая статья сопоставляет длительный уличный забег с моделью потерь энергии всего четвероногого робота. Для разработчиков она даёт больше, чем просто заявление о дистанции: в ней рассматривается, как тепло моторов, трение в суставах и удары при постановке лап конкурируют за заряд аккумулятора.
• Почему это важно: Запас хода определяет, как долго мобильный робот может работать вдали от зарядки. RAIBO2 показывает один из способов увеличить его: совместно проектировать суставную механику и управление походкой. Однако марафон не проверял работу с доставкой или осмотром объектов.
• За чем следить: Для будущих сравнений четвероногих роботов важна дистанция при заданных аккумуляторе, скорости, маршруте и полезной нагрузке. В таблице сравнения самой команды смешаны измеренные и расчётные значения, поэтому одного заявленного запаса хода недостаточно, чтобы судить о работе другого робота в той же задаче.

Результат марафона и его ограничения

В статье Nature для RAIBO2 указан общий коэффициент энергозатрат при перемещении 0,25. Он связывает затраченную энергию с массой робота и пройденным расстоянием. В аннотации это значение сравнивается с человеческим ориентиром 0,37. Там также сказано, что на одном заряде робот преодолевает более чем втрое большую дистанцию, чем существующие четвероногие роботы в сравнении авторов. Это расчёты и набор сравнения авторов, а не универсальный рейтинг одинаковых полевых задач.

Марафон прошёл по трассе 22-го марафона в Санчжу, посвящённого сушёной хурме; об этом сообщило KAIST 17 ноября 2024 года. В сообщении описаны два подъёма примерно по 50 метров у отметок 14 и 28 километров. В более раннем сообщении KAIST говорилось, что первая попытка команды в сентябре 2024 года завершилась на 37-м километре из-за разряда аккумулятора. Финиш в ноябре последовал после неудачной попытки и изменений конструкции, включая установку более ёмкого аккумулятора.

Марафон продемонстрировал длительное передвижение среди бегунов по дорожной трассе. В 2024 году KAIST назвал автономную навигацию дальнейшим направлением работы. В опубликованном испытании на территории кампуса робот следовал по GPS-маршруту, но это не доказывает, что он самостоятельно выбирал путь или выполнял доставку и патрулирование во время марафона.

Экономия энергии на каждом шаге

Авторы описывают взаимосвязанную задачу проектирования. Суставные моторы расходуют энергию, удерживая корпус. При движении ног возникает трение, а при каждом касании земли лапа может терять энергию из-за удара. Конструкция стойки или ноги, уменьшающая одни потери, может увеличить другие. В открытой предварительной версии исследования описаны облегчённая нога, передача с низким передаточным отношением и схема управления мотором, снижающая электрическое сопротивление и потери при переключении. В аннотации Nature названы те же три направления: механика, электроника управления моторами и управление передвижением.

Контроллер походки обучали методом обучения с подкреплением в симуляции. Согласно препринту, при обучении система получала вознаграждение за замедление лапы непосредственно перед касанием земли и за снижение тока, подаваемого на моторы. Эти меры направлены на уменьшение потерь при ударе и нагрева моторов. KAIST также сообщал, что суставы могут возвращать часть энергии при движении под уклон. Ни один из этих факторов по отдельности не объясняет дальность марафона: заявленный результат достигнут за счёт настройки робота как системы.

Что можно заключить из сравнения запаса хода

В итоговой статье опубликована дополнительная сравнительная таблица с данными RAIBO2: масса 43 килограмма, аккумулятор ёмкостью 1447 ватт-часов и расчётный запас хода около 52 километров. Это экстраполяция из таблицы; уличное прохождение 42,195 километра — результат марафона, документированный исследованием. Значения для нескольких других роботов также основаны на оценках или характеристиках производителей. В более раннем общедоступном препринте указаны другие ёмкость аккумулятора и прогноз дальности, поэтому подменять ими значения из итогового приложения нельзя.

То же различие важно и для возможных применений. Длительный забег по преимущественно дорожной трассе даёт конкретные сведения о выносливости и инженерных решениях команды. Но вопросы о полезной нагрузке, повторных сменах, навигации без заданного маршрута, обслуживании и сложном рельефе требуют отдельных испытаний. Названные KAIST планы по навигации и работе в условиях катастроф — цели исследований, а не результаты этого марафона.

Источники и материалы для дальнейшего чтения

• Ли и соавторы, Nature, 23 сентября 2026 года. В доступной аннотации рецензируемой статьи указаны время финиша, результат на одном заряде, коэффициент энергозатрат при перемещении и три взаимосвязанных направления разработки. На открытой странице издателя доступны аннотация, подписи к рисункам и дополнительные материалы; на момент проверки 24 сентября 2026 года полный текст статьи был доступен только по подписке.
• Nature — дополнительные сравнительные данные, сентябрь 2026 года. В загружаемой таблице указаны масса роботов, ёмкость аккумуляторов, расчётный запас хода и исходные данные для сравнения. В ней отделены исходные значения от оценок; запас хода RAIBO2 рассчитан, а не подтверждён отдельным уличным забегом.
• KAIST, 17 ноября 2024 года. В сообщении университета указаны дистанция и время марафона, трасса и подъёмы; также сказано, что автономная навигация станет дальнейшим направлением работы. KAIST разработал робота, поэтому заявления о его практической готовности остаются оценкой команды.
• KAIST, 15 ноября 2024 года. В предмарафонском сообщении описаны неудачная попытка в сентябре, изменения аккумулятора и испытание на кампусе с GPS-наведением. Дистанция кампусного испытания и прогнозы запаса хода относятся к другим тестам, а не к ноябрьскому марафону.
• Ли и соавторы, препринт на Research Square, 2025 год. В открытой полной версии рукописи объясняются аппаратная часть и методы обучения с подкреплением. Она опубликована до итоговой статьи в Nature и содержит другие значения ёмкости аккумулятора и прогнозного запаса хода; здесь для этих показателей используются итоговая статья и приложение.