Os robôs modernos estão equipados com sistemas de movimento, mas se adaptando ao terreno em ação sempre foram um ponto difícil Os cientistas da Universidade de Oslo na Noruega desenvolveram um novo tipo de de quatro patas robô para esta finalidade. Quando Encontra-se superfícies diferentes, pode ajustar seu comprimento da perna e caminhar marcha. Isso A capacidade pode melhorar sua eficiência energética e desempenho imprevisível no ambiente

1. Conheça Dyret

O robô é chamado Dyret (Significado "animal" no norueguês), e é conhecido como o primeiro de quatro pernas robô que pode alterar automaticamente sua forma de acordo com diferentes condições. Através do uso misto de sensores, câmeras e inteligência artificial, o robô pode reconhecer e ajustar mecanicamente o comprimento das pernas quando Encontrando diferentes terrenos para ajustar a forma do corpo e otimizar sua marcha para se adaptar a superfícies específicas.

O chefe desta pesquisa, Nijiade, disse que este robô pode aprender continuamente o ambiente em que ele anda, e depois combinar o conhecimento que adquire em um ambiente controlado para se adaptar ao ambiente

Entende-se que os pesquisadores primeiro treinavam o robô para andar em cascalho, areia e concreto, e depois deixá-lo andar na grama que nunca foi definida pé. Embora Este não parece ser o terreno mais problemático, os pesquisadores apontaram que qualquer forma diferente do solo é um novo desafio real para os robôs de pernas longas.

Isso cão-like Deformável O robô pode dinamaricamente alongar seus quatro pernas. Pesquisadores realizaram testes na Noruega e na Austrália para ajudar Dyret aprender como Para alongar ou encurtar seus membros para se adaptar a diferentes tipos de todos os terrenos. Nigard, um cientista de computadores da Universidade de Oslo e do Instituto Nacional de Pesquisa de Defesa Norwegian, disse: "No Este estágio, é possível tomar robôs ao ar livre e aprender a se adaptar ao ambiente Pode usar a inteligência que os humanos dão "

2. O complexo "Evolução" de robôs quadrados

Animais terrestres não têm membros para esticar, porque É biologicamente impossível em primeiro lugar, e não é necessário. Devido a milhões de anos de evolução, corpos humanos, chitas ou lobos têm incrível agilidade Eles pode varrer constantemente os obstáculos na frente de durante o movimento em execução, mas a função da expansão e contração conjunta é não.

membros eliminados

Por outro lado, a evolução dos robôs também requer alguns ajustes. até super-complexo Máquinas como o Spot Robot Dog de Boston Dynamics Não posso Navegue no complexo Terreno. Fazendo as pernas telescópicas robôs não só podem melhorar sua estabilidade quando movendo-se em diferentes superfícies, mas também melhorar a energia eficiência. Andando por aí consome muita bateria, e o tremor do robô pode ferir em si ou pessoas nas proximidades.

"Eu acho que ter um corpo ajustável é uma ideia particularmente boa", disse Francisco Valero Cuevas, engenheiro da Universidade do Sul da Califórnia, que participou do desenvolvimento de quadrados robôs. "Tecnologia é constantemente iterando, e o corpo ajustável torna os futuros robôs mais flexíveis."

Nigard e sua Colegas primeiro literalmente construíram uma caixa de areia experimental para permitir Dyret para receber saldo treinamento. No laboratório, eles Caixas longas cheias de cimento, cascalho e areia, representando os vários terrenos que o robô pode encontrar no mundo real O concreto é relativamente plano, mas a areia é cheia de incerteza, porque cada passo o Robot's Pernas vão inclinar ou pia; O cascalho é uma substância de superfície dura, mas o cascalho se moverá, fazendo Dyret Passos Cambaleando. Nijad disse: "Através Exemplos de três terrenos com diferentes dureza e rugosidade, pode ser uma boa representação da forma do robô ou da interação geral entre o corpo e o ambiente."

materiais de terra diferentes para o equilíbrio do robô do treinamento no laboratório

O Dyret O robô tem quatro pernas e uma alça no topo para pesquisadores para entender. O Robot's As pernas podem estender um total de 6 polegadas, mas podem se estender em duas posições o "fêmur" acima do joelho e da "Tibia" abaixo do joelho. Isso Permite que a máquina defina suas seções de perna em diferentes comprimentos. Para .. Exemplo, pode esticar membros para tornar o fêmur mais longo e o tíbia mais curto e vice versa. Pesquisadores podem ajustar estes configurações, colocar Dyret Em cada terreno, faça-o se mover como um cachorro ou gato, e depois calcular sua eficiência em cada terreno.

Mais especificamente, os pesquisadores vêem "Movimento Custo" Como uma eficiência, que é a mesma métrica usada pelos biólogos quando observando animais movimentos. Basicamente, isso é como muita energia uma criatura ou robô consome para implementar o comportamento da movimentação. O acabamento e a estabilidade de caminhadas são codificados no computador, o que é muito importante para robôs caros como Dyret.

Os pesquisadores mediram o consumo de energia nos motores da Robot's juntas e usou uma câmera para monitorar seu movimento O robô também tem sua própria sensação de profundidade câmera para caracterizar a rugosidade da superfície Para .. Exemplo, foi observado que o concreto é muito mais suave do que cascalho. A máquina pode até mergulhar os dedos da água, para que fale: O sensor de força no pé fornece informações que a areia é muito mais suave do que Concreto; A câmera e o sensor Force juntos fornecem Dyret com visão complexa para monitorar o processo de caminhada e operacional eficiência.

Quando O robô detecta que está transitando de concreto para cascalho, pode ser visto diminuir sua altura

Os pesquisadores descobriram que quando Andando em concreto, o Deformável O robô tem pernas mais longas e é o mais eficiente. Na areia, desde que a tíbia seja curta, ela pode efetivamente esticar qualquer fêmur comprimento. em cascalho, dyret's O corpo geral é mais curto e se apresenta muito bem, o que faz Sentido: Um centro inferior de gravidade tornará o robô mais estável quando escalando em pequenas rochas. De um modo geral, as pernas mais curtas permitem que o robô aplique mais força a pisar em materiais mais fróteses, enquanto as pernas mais longas podem aumentar a velocidade de caminhar em materiais mais suaves

tudo estes Treinamentos fornecem o robô com a experiência de como Para coordenar a melhor configuração do membro para uma superfície específica. Portanto, quando Os pesquisadores posteriormente levam Dyret Para outro terreno, o robô pode olhar para o chão com sua câmera e sentir objetos sob seus pés através de um sensor de força, comparando esses dados com informações anteriores sobre Como o concreto parece e sente. Então, o robô sabe como andar na estrada, ajuste o comprimento do passo e alcance maior eficiência.

Dyret Pode até se adaptar ao relvado terreno. A princípio, seu desempenho ainda era muito instável, mas em breve, foi capaz de entender quais formas corporais se apresentam melhor e se adaptam ao novo ambiente

3. No futuro, deixe o Robot's percepção se adapta ao seu próprio corpo

Como a tecnologia de aprendizado do robô se torna cada vez mais complexa, nos últimos dez anos, especialistas em robótica são usados ​​para treinar robôs quadrados em simulações. Em outras palavras, devemos primeiro treinar o software que controla o robô no mundo virtual Neste mundo virtual, o robô simulado pode realizar milhares de tentativas de caminhada e aprender através de julgamento e erro. O sistema pune erros e recompensas operações bem-sucedidas Até O robô virtual aprende o melhor comportamento. Isso é uma técnica chamada reforço aprendendo. Especialistas em robôs podem transplantar esse conhecimento em Mundo real robôs e caminhadas máquinas.

Além disso, a tecnologia tem o problema de "Simulação para Reality" Transição: A complexidade do mundo físico não pode Seja perfeitamente simulado no ambiente virtual, por isso o conhecimento obtido por meio da simulação nem sempre corresponde ao mundo real, o que significa que o robô real pode ter uma compreensão vaga do ambiente circundante

Em contraste, o que estes Pesquisadores fazem com Dyret é treinar robôs no mundo real De Claro, isso também traz novos desafios: A velocidade de aprendizagem de robôs deformados é muito mais lento, e muitas vezes pode ser danificada por cair. Kyle Gretel, um cientista de computadores da Universidade de Oslo, disse: "Fatores como as diferenças do terreno tornam a manipulação real muito mais difícil do que IT Sounds. Não há trajetória a seguir, e é difícil alcançá-lo através da simulação. "

Objetivamente falando, o movimento da Dyret ainda é lento, especialmente quando Em comparação com robôs quadrados avançados como mancha. Para .. Exemplo, leva 90 segundos para estender ou contrair plenamente o Robot's Pernas. Mas os pesquisadores esperam que Dyret Hardware e algoritmos subjacentes podem ser melhorados ao mesmo tempo, e talvez um dia outros robôs deformamento possam usar este tipo de sistema De fato, no laboratório de robótica, a maior ideia é fazer o hardware e o software trabalharem juntos para que o robô possa perceber melhor o terreno e se adaptar ao seu corpo e Comportamento. Isso Vai fazer a tecnologia de robótica finalmente Popular.