Четирикрак робот играе футбол на всякакви терени (видео)

"DribbleBot" може да маневрира с футболна топка върху терени като пясък, чакъл, кал и сняг, използвайки машинно обучение, за да се адаптира към различната динамика на топката.

Ваня Милева Последна промяна на 05 април 2023 в 00:01 5687 0

DribbleBot, система за дриблиране в дивата природа

Кредит Mike Grimmett/MIT CSAIL

Изследователи от MIT CSAIL са създали DribbleBot, система за дриблиране в дивата природа на различни естествени терени, включително пясък, чакъл, кал и сняг, използвайки вградени сензори и изчисления. В допълнение към тези футболни подвизи, такива роботи може някой ден да помагат на хората в мисии за търсене и спасяване. Кредит:

Излезли сте на "мачле", слънцето огрява лицето ви и миризмата на трева изпълва въздуха. Оглеждате се. Четириног робот се втурва към вас, дриблирайки решително. Странно, нали?

Изследователи от лабораторията за "невероятен изкуствен интелект" (Improbable Artificial Intelligence Lab) на Масачузетския технологичен институт са създали роботизирана система на 4 крака, която да дриблира с футболна топка като човек.

„DribbleBot“ използва вградени сензори и изчисления, за да премине през различни естествени терени като пясък, чакъл, кал и сняг и да се адаптира към различното им въздействие върху движението на топката.

Изследователите работят върху програмирането на роботи да играят футбол от дълго време. Екипът обаче е искал да се научи автоматично как да задейства краката по време на дрибъл, за да открие трудни за скриптиране умения за реагиране на различни терени като сняг, чакъл, пясък, трева и настилка.

Изследователите симулират паралелно четири хиляди версии на роботи в реално време, което позволява събирането на данни да бъде 4000 пъти по-бързо, отколкото с един робот.

Роботът започва без да знае как да дриблира с топка. Той получава положителен стимул, когато успее, или отрицателен, когато се провали. Така че се опитва да определи най-добрата последователност от сили, които да приложи с краката си.

„Един аспект на този подход за обучение със стимулиране е, че трябва да проектираме добра награда, за да улесним робота да научи успешно поведение при дриблиране. След като сме проектирали тази награда, е време за практика за робота: в реално време това са няколко дни, а в симулатора - стотици дни. С времето той се научава и става все по-добър и по-добър в манипулирането на футболната топка, за да достигне желаната скорост“, разказват изследователите.

Екипът вгражда контролер, който му позволява да навигира в непознат терен и да се изправя след падане и да превключи обратно към своя контролер за дриблиране, за да продължи да преследва топката, като му помага да се справя с прекъсвания и терени.

Пулкит Агравал (Pulkit Agrawal), професор от Масачузетския технологичен институт, главен изследовател на CSAIL и директор на Improbable AI Lab, е разработил алгоритми за роботи с крака, които да осигурят автономност в трудни и сложни терени, които в момента са извън възможностите на настоящите роботизирани системи.

„Миналите подходи опростяват проблема с дрибъла, като моделират плоска, твърда земя. Движението също е проектирано да бъде по-статично, роботът не се опитва да тича и да манипулира топката едновременно. Това е мястото, където по-трудната динамика навлиза в проблема с контрола. Справихме се с това, като надградихме последните постижения, които позволиха по-добро придвижване на открито, в тази сложна задача, която комбинира аспекти на придвижване и сръчна манипулация заедно“, обяснява Йендун Дзи (Yandong Ji), научен сътрудник в Improbable AI Lab.

Роботът има набор от сензори, които му позволяват да възприема заобикалящата го среда, да усеща къде се намира, да „разбира“ позицията си и да „вижда“ част от заобикалящата го среда. Той е оборудван със задвижващи механизми, които му позволяват да прилага сили и да движи себе си и предмети. Компютърът или „мозъкът“ се намира между сензорите и задвижващите механизми, натоварен да преобразува данните от сензорите в действия, които ще бъдат приложени чрез двигателите.

Когато роботът дриблира върху сняг, той не може да го види, но може да го усети чрез сензорите на двигателя си. Футболът обаче е по-труден от ходенето, така че екипът използва камери на главата и тялото на робота, за да осигури нов сензорен режим на зрението и новите сензори. Кредит: Mike Grimmett/MIT CSAIL

„Нашият робот може да отиде в дивата природа, защото носи всичките си сензори, камери и компютри на борда. Това изискваше някои иновации, за да може целият контролер да се побере на този бордов компютър. Това е една областите, в които помага машинното обучение, защото можем да управляваме лека невронна мрежа и да я обучим да обработва шумни сензорни данни, наблюдавани от движещия се робот. Това рязко контрастира с повечето роботи днес: обикновено ръката на робот е монтирана на фиксирана основа и лежи на работен плот с гигантски компютър, включен направо в нея. Нито компютърът, нито сензорите са в роботизираната ръка! Така че всичко е тежко, трудно се движи", разказва д-р Гейб Марголис (Gabe Margolis), който ръководи разработката.

В допълнение към новите двигателни умения, екипът използва камери върху главата и тялото на робота, за да създаде нов сензорен режим на зрението. DribbleBot е автономен робот, защото има всички свои сензори, камери и компютри на борда.

Контролерът трябва да бъде обучен в симулирани среди с наклони или стълби, така че роботът да може да оцени качествата си в контакт с материала, като например триене. Екипът иска да проучи това допълнително в бъдеще. Например, ако има стъпало нагоре, роботът да може да вдигне топката над стъпалото.

Изследователите са нетърпеливи да приложат това, което са научили, докато приспособяват DribbleBot към други задачи, които изискват комбинирано придвижване и манипулиране на обекти, като например бързо транспортиране на различни предмети от едно място на друго.

Източник: A four-legged robotic system capable of playing soccer on a variety of terrains, VIDYA NAGALWADE, ТechЕxplorist

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !