科技生活| 四足機械人腿當作手臂 操作用可攀爬按鈕踢波

[星島綜合報道] 我們已經習慣將四足機械人視為機械狗,但沒有理由四足機械人必須限制將所有四肢作為腿。而事實上,大多數其他四足動物的功能都是這樣的:四足動物經常使用它們的前肢與周圍的世界互動。

卡內基梅隆大學(Carnegie Mellon University)和加州大學伯克利分校(University of California, Berkeley)的機械人專家正在訓練機械狗使用它們的腿進行操作功能,而不僅僅是運動,展示的技能包括爬牆,按按鈕,甚至踢足球。

使用強化學習技術訓練機械人在同一時間用同一肢體進行運動和操作可能很棘手,因為當你試圖為非常不同的技能進行優化時,你可能會陷入「局部最小值」(Local Minima),而且(我猜)有時是相互對立的。因此,研究人員將訓練分成獨立的操作和運動策略,並在模擬中分別進行訓練,儘管這意味著需要額外的步驟,將這些獨立的技能在現實世界中混合起來,以執行有用的任務。

成功地執行一個組合的運動和操作任務需要一個高質量的專家示範。機械人會記住人類在演示過程中發出的指令,然後創建一個它可以遵循的「行為樹」(behavior tree),將任務分解成一堆相連的運動和操作子任務,它可以按順序執行。這也增加了系統的穩健性,因為如果機械人在任何子任務中失敗,它可以通過行為樹「倒退」,直到回到一個成功點,然後從那裡重新開始。

這個特殊的機械人(Unitree Go1,配有英特爾RealSense感知器)設法讓自己在牆上保持平衡,按下近一米高的輪椅通道按鈕,然後走出打開的門,這令人印象深刻。更廣泛地說,這是幫助非類人機械人在人類優化的環境中操作的有用一步,這可能比它看起來更重要。當然有可能將我們的環境改造得對機械人更友好,我們在醫院(和一些酒店)等地方看到了這一點,在那裡機械人能夠直接控制電梯。這使得機械人更容易走動,但在某些情況下,不得不這樣做已經很煩人了。直接建造一個按按鈕的機械人反而更實用。

也許有一種觀點認為,這裡最好的中間地帶就是首先建立廣泛的無障礙基礎設施,確保機械人和人類都不必依賴特定的操作技術來操作任何東西。但在我們實現這一目標之前,像這樣的技能對於有幫助的腿部機械人來說是至關重要的。

圖片:spectrum.ieee.org

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