一種新型的雙足機(jī)器人，它已經(jīng)學(xué)會了走“梅花樁”

據(jù)外媒報道，加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家們研發(fā)了一種新型的雙足機(jī)器人，它已經(jīng)學(xué)會了走“梅花樁”，為將來完成搜索和救援任務(wù)打下了堅實的基礎(chǔ)。

相關(guān)研究成果發(fā)表在本月出版的IEEE Spectrum上，兩位在雙足機(jī)器人步行研究前沿的研究人員讓我們了解了機(jī)器人在復(fù)雜的地形上行走所面臨的挑戰(zhàn)，在那里他們必須站起來、蹲下、保持平衡，并且不允許失敗。

他們補(bǔ)充道，毫無疑問，挑戰(zhàn)仍然存在?！澳壳白钕冗M(jìn)的機(jī)器人在準(zhǔn)靜態(tài)運動時速度慢，對意外干擾不穩(wěn)健，在能源使用方面效率低下?！?/p>

Ayush Agrawal和Quan Nguyen分別來自加州大學(xué)伯克利分校和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)。他們解釋了為什么很難。他們寫道，“設(shè)計可以處理離散立足點（如碎石或踏腳石）的控制算法是有挑戰(zhàn)性的，因為對腳的放置有嚴(yán)格的限制，這是不能違反的，這些系統(tǒng)的運動是由復(fù)雜的動力學(xué)方程來控制的。”

他們還評論了機(jī)器人如何移動。此外，這些機(jī)器人不知道前方的地形將是什么樣子；只有下一步的位置顯示給機(jī)器人，這個場景很接近機(jī)器人在現(xiàn)實世界中會遇到的情況。

根據(jù)Luke Dormehl在Digital Trends上的總結(jié)：加州大學(xué)伯克利分校和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的一組研究人員，包括Koushil Sreenath教授，Ayush Agrawal和Quan Nguyen，開發(fā)了控制算法，允許ATRIAS機(jī)器人動態(tài)地、快速地走過墊腳石組成的隨機(jī)地形。

兩人表示，他們一直致力于“為高度自由的雙足機(jī)器人開發(fā)正式的控制框架，這不僅可以確保在離散地形上精確放置腳步，而且還可以模擬不確定性和外力?！?/p>

該團(tuán)隊在不同類型的地形下使用欠驅(qū)動（在腳踝處沒有致動器，只是定點腳）雙足機(jī)器人。 這是一個ATRIAS機(jī)器人，一個實用的選擇，因為機(jī)器人可以測試運動。

ATRIA將碳纖維腿部機(jī)制視為輕量級，并且可以軟化每個腳步，而不是向身體發(fā)送大量的震動。

指導(dǎo)步行機(jī)器人的復(fù)雜人工智能算法依賴于嚴(yán)格的腳放置規(guī)則，使得每個步驟的高度和距離都相當(dāng)嚴(yán)格。加州大學(xué)的研究人員繞開了這個問題，使用機(jī)器學(xué)習(xí)來“教”雙足機(jī)器人如何處理不同高度和距離的臺階。他們的系統(tǒng)給步行機(jī)器人更多的自由，使它們比之前的任何雙足機(jī)器人模型都更靈活。為了測試它們的創(chuàng)造力，科學(xué)家們用墊腳石建造突擊課程，這些墊腳石的高度和距離隨機(jī)變化。每一個機(jī)器人都能夠順利通過，即使它以前從未嘗試過這條路線。

Agarwahl和Nguyen在IEEE Spectrum中表示，“我們相信這是第一次在雙足機(jī)器人上成功演示出步長和步高同步變化的踏腳石動態(tài)行走?！?/p>

下一步計劃是什么？

TechCrunch的John Biggs認(rèn)為，目前機(jī)器人可以說是“瞎的”，所以，研究人員下一步將機(jī)器視覺融入其中，利用視覺輸入來規(guī)劃下一步的動作。

據(jù)研究人員介紹，這一技術(shù)的潛在應(yīng)用非常多，在搜索和救援中，可以部署自主的類人機(jī)器人代替人類救援人員;探索未測繪或未探索的地區(qū)，如在其他行星上，那里的表面可能是高度不均勻的；或者是在家里作為個人機(jī)器人。