سورنا 4؛ نسل چهارم ربات انسان‌نمای ملی ایران

نسل اول ربات انسان‌نمای سورنا در سال 87 با هشت درجه آزادی و نسل دوم آن در سال 89 با 22 درجه آزادی تحت حمایت انجمن مراکز تحقیق و توسعه صنایع و معادن ایران طراحی و ساخته شد. در مقایسه با نسل سوم این ربات که31 درجه آزادی دارد و با حمایت سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران در سال 94 رونمایی شده است، ربات سورنا 4 دارای 43 درجه آزادی است. بهبود طراحی دست ربات، قابلیت گرفتن اجسام مختلف با اشکال گوناگون را فراهم کرده است.
همچنین با طراحی بهینه سازه ربات، بومی‌سازی طراحی و ساخت عملگر و استفاده از فناوری چاپ سه بعدی، قد (170 سانتی‌متر) و وزن (68 کیلوگرم) ربات سورنا 4 نسبت به نسل قبل خود (190 سانتی‌متر قد و 98 کیلوگرم وزن) کاهش یافته و ربات را به بستری مناسب برای پژوهش‌های دانشگاهی تبدیل کرده است. در حالی که سرعت متوسط ربات سورنا 3 هنگام راه‌رفتن برابر با 300 متر بر ساعت است، ربات سورنا 4 با کمک طراحی مسیر دینامیکی و کنترل‌کننده‌های برخط، قابلیت راه‌رفتن متداوم با سرعت 700 متر بر ساعت را دارد. با استفاده از سنسورهای تماسی نوین ساخته شده در مرکز سیستم‌ها و فناوری‌های پیشرفته (CAST)، ربات سورنا 4 امکان راه رفتن روی سطوح ناهموار را علاوه بر سطوح صاف دارد. برای بررسی و پیاده‌سازی حرکت‌های مختلف ربات از جمله گرفتن اشیا، حرکت به جانب، عقبگرد، دور زدن، شوت‌زدن و بازیابی تعادل، از شبیه‌سازهای گزبو (Gazebo)، کورئونوید (Choreonoid) و متلب (MATLAB) استفاده شده است. افزایش فرکانس حلقه کنترلی ربات نسل جدید به 200 هرتز، امکان پیاده‌سازی کنترلرها و تخمین‌گرهای برخط روی ربات را فراهم کرده‌است. با کمک میان‌افزار سیستم عامل رباتیک (ROS)، امکان اجرای همزمان برنامه‌ها، پایش وضعیت ربات به‌صورت برخط و اجرای بی‌درنگ الگوریتم‌ها برای ربات سورنا 4 امکان‌پذیر شده است.
یکی از اهداف اصلی پروژه سورنا 4 که در قالب طرح کلان ملی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری انجام شد، ساخت رباتی با قابلیت تعامل بیشتر با محیط اطراف و انسان‌ بوده است. ربات جدید قابلیت تشخیص چهره انسان و شمارش آنها، تشخیص اشیا و یافتن موقعیت آنها، تشخیص حرکت انسان، تشخیص گفتار و پاسخ دادن به آنها را داراست. همچنین با ترکیب حرکات تمام تنه ربات و هوش مصنوعی، ربات قابلیت گرفتن برخط اجسام، دنبال‌کردن چهره افراد و اشیا و تقلید حرکات انسان را دارد.