Moderne Roboter sind mit Bewegungssystemen ausgestattet, die jedoch in Aktion an das Gelände angepasst wurden, war immer ein schwieriger Punkt. Wissenschaftler der Universität von Oslo in Norwegen haben einen neuen Typ von vierbeinig entwickelt Roboter dafür Zweck. Wann Es trifft verschiedene Oberflächen, es kann seine Beinlänge einstellen und den Gehen von Gehen. Dieses Fähigkeit kann seine Energieeffizienz und unvorhersehbare Leistung in der Umgebung verbessern.

1. Kennen Sie wissen dyret

Der Roboter heißt dyret (Bedeutung "Tier" in Norwegisch) und ist als erster bekannt, vierbeinig Roboter, der seine Form entsprechend den unterschiedlichen Bedingungen automatisch ändern kann. Durch den gemischten Einsatz von Sensoren, Kameras und künstlicher Intelligenz kann der Roboter die Länge der Beine erkennen und mechanisch einstellen, wenn Aufgrund verschiedener Gelände, um die Körperform anzupassen und seinen Gang optimieren, um sich an bestimmte Flächen anzupassen.

Der Leiter dieser Forschung, Nijiade, sagte, dass dieser Roboter die Umgebung kontinuierlich lernen kann, in der er geht, und kombinieren Sie dann das Wissen, das es in einer kontrollierten Umgebung erwirbt, um sich an die Umgebung anzupassen.

Es versteht sich, dass die Forscher zum ersten Mal den Roboter trainierten, auf Kies, Sand und Beton zu gehen, und lassen Sie es dann auf Gras laufen, der noch nie gesetzt wurde. Obwohl Dies scheint nicht das lästigste Gelände zu sein, die die Forscher darauf hingewiesen haben, dass jede andere Form des Bodens eine neue echte Herausforderung für langbeinige Roboter ist.

Dieses dog-like Verformbar Roboter kann seine vier Beine dynamisch verlängern. Forscher führten Tests in Norwegen und Australien aus, um zu helfen, dass lernen Wie seine Gliedmaßen zu verlängern oder zu verkürzen, um sich an verschiedene Arten von Terrain anzupassen. NIGARD, ein Computerwissenschaftler an der Universität Oslo und dem norwegischen Nationalabwehrforschungsinstitut, sagte: "Bei diesem Stadium ist es möglich, Roboter im Freien zu nehmen und lernen, sich an die Umgebung anzupassen. Es kann die Intelligenz verwenden, die der Mensch sie gibt."

2. Der Komplex "Evolution" von vierfachen Robotern

terrestrische Tiere haben keine Gliedmaßen, um sich zu strecken, weil Es ist an erster Stelle biologisch unmöglich, und es ist nicht notwendig. Aufgrund von Millionen von Jahren der Evolution haben menschliche Körper, Gepard oder Wölfe unglaublich. Sie kann die Hindernisse ständig vor während die Laufbewegung, aber die Funktion der gemeinsamen Erweiterung und Kontraktion ist nicht.

dehnbare Gliedmaßen

Andererseits erfordert die Evolution von Robotern auch einige Anpassungen. Sogar Superkomplex Maschinen wie der Spot Roboterhund von Boston Dynamics Kann nicht Navigieren Sie mit dem Komplex Terrain. Die Roboter-Teleskopbeine können nicht nur verbessert werden. Stabilität Wann Bewegt sich auf verschiedenen Oberflächen, sondern auch die Effizienz der Energie. Wenn Sie herumlaufen, verbraucht viel Batteriekraft, und das Schütteln des Roboters kann weh tun oder Menschen in der Nähe.

"Ich denke, ein verstellbarer Körper ist eine besonders gute Idee", sagte Francisco Valero Cuevas, ein Ingenieur an der Universität Südkalifornien, der an der Entwicklung von viereckigen Robotern teilnahm. "Technologie ist ständig iteratierend, und der einstellbare Körper macht zukünftige Roboter mehr flexibel."

NIGARD und Seine Kollegen errichteten zunächst buchstäblich einen experimentellen Sandkasten, um zuzulassen, dass er dyret Balance erhalten Training. Im Labor Sie Füllte lange Boxen mit Zement, Kies und Sand, die die verschiedenen Gelände darstellen, die der Roboter in der echten Welt finden könnte. Der Beton ist relativ flach, aber der Sand ist voller Unsicherheit, weil Jeder Schritt die Roboter Beine neigen oder sinken; Kies ist eine harte Oberflächenstoffsubstanz, aber der Kies wird sich bewegen, die dyret Schritte Taumelung. Nijad sagte: "Durch drei Geländebeispiele mit unterschiedlicher Härte und Rauheit kann es eine gute Darstellung der Roboterform oder der allgemeinen Wechselwirkung zwischen dem Körper und der Umgebung sein."

Verschiedene Bodenmaterialien zum Training Roboterbalance im Labor

Das dyret Roboter hat vier Beine und ein Griff an der Spitze für Forscher, um zu begreifen. Der Roboter Die Beine können insgesamt 6 Zoll verlängern, können sich jedoch in zwei Produkten erstrecken: der "Femur" über dem Knie und dem "Tibia" unter dem Knie. Dieses Erlaubt der Maschine, seine Beinabschnitte in verschiedenen Längen zu setzen. Für Beispiel, es kann Gliedmaßen dehnen, um den Femur länger und die Tibia kürzer zu machen, und umgekehrt. Forscher können sich anpassen Diese Konfigurationen, Put dyret Machen Sie auf jedem Gelände wie ein Hund oder eine Katze, und berechnen Sie dann ihre Effizienz in jedem Gelände.

Genauer gesagt, Forscher sehen "Bewegung Kosten" Als Effizienz, was ist die gleiche Metrik, die von Biologen verwendet wird, wenn Beobachtung von Tieren Bewegungen. Grundsätzlich ist das Wie Viel Energie Eine Kreatur oder Roboter verbraucht das Umsetzen des Verhaltens von Bewegt. Die Verarbeitung und die Stabilität des Gehens sind alle in den Computer kodiert, was für teure Roboter sehr wichtig ist.

Die Forscher maßen den Energieverbrauch in den Motoren der Roboter Gelenke und verwendete eine Kamera, um die Bewegung zu überwachen. Der Roboter hat auch eigene Tiefe-Sensing Kamera, um die Rauheit der Oberfläche zu charakterisieren. Für Beispiel, es wurde beobachtet, dass Beton viel glatter ist als Kies. Die Maschine kann sogar die Zehen im Wasser eintauchen, also zu sprechen: Der Kraftsensor am Fuß liefert es mit Informationen, die der Sand viel weicher ist als Beton; Die Kamera und der Kraftsensor bilden zusammen dyret mit komplexer Vision, um den Prozess des Gehens und der operativen Effizienz zu überwachen.

Wann Der Roboter erkennt, dass es von Beton bis Kies übergeht, um seine Höhe zu senken

Die Forscher fanden das wann Auf Beton gehen, Verformbar Roboter hat längere Beine und ist am meisten effizient. In dem Sand, solange die Tibia kurz ist, kann es effektiv jeden Femurlänge dehnen. auf Kies, Dyret Der Gesamtkörper ist kürzer und führt sehr gut auf, was Sense: Ein unterer Schwerpunkt wird den Roboter stabiler machen, wenn Klettern auf klein Felsen. Im Allgemeinen ermöglichen kürzere Beine, dass der Roboter mehr Kraft auf lockerer Materialien auftragen kann, während längere Beine die Geschwindigkeit des Gehens auf glattere Materialien erhöhen können.

Alle Diese Schulungen bieten dem Roboter die Erfahrung mit Wie Um die beste Gliedmaßenkonfiguration für eine bestimmte Oberfläche zu koordinieren. Daher, wann Die Forscher nehmen anschließend Dyret Zum anderen Gelände kann der Roboter den Boden mit seiner Kamera und Sinnsobjekte unter den Füßen durch einen Kraftsensor betrachten, indem er diese Daten mit früheren Informationen über Wie der konkrete Aussehen und Gefühl. Dann weiß der Roboter Wie Um auf der Straße zu laufen, passen Sie die Schrittlänge an und erreichen Sie höhere Effizienz.

Dyret kann sogar an den Rasen angepasst werden. Zunächst war seine Leistung immer noch sehr instabil, aber bald konnte es verstehen, welche Körperformen besser funktionieren und sich an die neue Umwelt anpassen.

3. Lassen Sie sich in der Zukunft den Roboter Wahrnehmung passt sich an einen eigenen Körper an

Da Roboter Lerntechnologie in den letzten zehn Jahren immer komplexer wird, werden Robotik-Experten dazu verwendet, um viereckige Roboter in Simulationen zu trainieren. Mit anderen Worten, wir müssen zunächst die Software trainieren, die den Roboter in der virtuellen Welt steuert. In dieser virtuellen Welt kann der simulierte Roboter Tausende von Wanderversuchen durchführen und durch Versuche lernen und Fehler. Das System bestraft Fehler und belohnt erfolgreiche Operationen bis Der virtuelle Roboter lernt das beste Verhalten. Dieses ist eine Technik namens Verstärkung Lernen. Roboterexperten können dieses Wissen dann in Real-World Roboter und Wandern Maschinen.

Darüber hinaus hat die Technologie das Problem der "Simulation zu Realität" Übergang: Die Komplexität der physischen Welt kann nicht Seien Sie perfekt in der virtuellen Umgebung simuliert, so dass das durch Simulation erzielte Wissen nicht immer der realen Welt entspricht, dh der eigentliche Roboter kann ein vages Verständnis der Umgebung der Umgebung haben.

Im Gegensatz dazu, was diese Forscher tun mit dyret ist, Roboter in der realen Welt zu trainieren. Von Dies bringt auch neue Herausforderungen: Die Lerngeschwindigkeit verformter Roboter ist viel langsamer und kann oft beschädigt werden, indem sie fallen. Kyle Gretel, ein Informatiker an der Universität von Oslo, sagte: "Faktoren wie Geländeunterschiede machen die tatsächliche Manipulation viel schwieriger als IT klingt. Es ist keine Flugbahn zu folgen, und es ist schwierig, es durch die Simulation zu erreichen. "

objektiv sprechen, die Bewegung von dyret ist noch langsam, besonders wenn wann verglichen mit fortschrittlichen vierfachen Robotern wie spot. Für Beispiel, es dauert 90 Sekunden, um den Roboter Beine. Aber die Forscher hoffen, dass das dyret Hardware- und zugrunde liegende Algorithmen können gleichzeitig verbessert werden, und vielleicht kann ein Tag andere verformende Roboter diese Art von System verwenden. In der Tat, im Robotiklabor, ist die größere Idee, die Hardware und die Software zusammenzuarbeiten, damit der Roboter das Gelände besser wahrnehmen und sich an seinen Körper anpasst und sich an den Verhalten anpassen kann. Dieses wird die Robotik-Technologie endlich beliebt machen.