Задача о взбирании робота-куба на стену

Создание и исследование поведения взаимодействующих групп роботов остается акутальной проблемой современной робототехники. Наиболее хорошо изучены возможности групп беспилотных летающих аппаратов, однако автономные группы роботов в других средах представляют не меньший интерес. Данная проблема порождает множество научных и инженерных задач, в том числе в разделе управления движением. Робот-куб представляет интерес как элемент группы взаимодействующих роботов, так как форма позволяет им образовывать устойчивые структуры вместе с другими роботами. В статье рассматривается задача о взбирании робота-куба на вертикальную стену при наличии такой же стены на противоположной стороне ямы. Рассматривается двумерное движение в вертикальной плоскости. Построена математическая модель движения, предложено управление, решающее задачу об оптимальном отскоке от стенки ямы – решена задача о максимальном размере ямы, из которой может выбраться робот-куб при наличии ограничений на управление. На основе библиотек Box2D и ImGUI написано программное обеспечение, позволяющее моделировать и визуализировать движение робота и взаимодействие со средой, а также пробовать различные законы управления.