Скокови и границе: Врхунски напредак агилности робота

Када је Чарлс Розен, А.И. пионир који је основао Центар за вештачку интелигенцију СРИ Интернатионал, замољен је да смисли име за први мобилни робот опште намене на свету, размишљао је на тренутак, а затим рекао: „Па, тресе се као пакао када се креће. Назовимо то само Схакеи."

Неке варијације ове идеје прожимале су већи део историје модерне роботике. Роботи су, често претпостављамо, незграпне машине са толико грациозности као недељни ручак атеиста. Чак су и научнофантастични филмови више пута замишљали роботе као неспретне креације које ходају спорим, заустављеним корацима.

Та идеја једноставно више није у складу са стварношћу.

Недавно је група истраживача из Лабораторије за динамичку роботику у држави Орегон узела један од универзитетских Кеси роботи, пар ходајућих роботских ногу које подсећају на доње екстремитете ноја, на спортски терен да испробају најновије лабораторијске алгоритме „двоножног хода“. Једном тамо, робот је скакао, ходао, галопирао и галопирао, неометано се пребацујући између сваке врсте кретања без потребе да успорава. Била је то импресивна демонстрација и она која говори о агилности тренутних робота са ногама - посебно када је укључено мало обуке засноване на дубоком учењу.

"Обично, када људи примењују дубоко учење са појачањем на роботику, они користе функције награђивања које се своде на награђивање неуронске мреже за блиско имитирање референтне путање", Јонах Сиекманн, рекао је за Дигитал Трендс један од истраживача на пројекту. „Прикупљање ове референтне путање на првом месту може бити прилично тешко, а једном када имате 'трчање' референтну путању, није баш јасно да ли то можете користити и да научите понашање „прескакања“ или чак „ходање“ понашање.”

У раду ОСУ, тим је створио парадигму награђивања која је потпуно одбацила идеју референтних путања. Уместо тога, он дели делове времена у „фазе“, кажњавајући робота зато што је држао одређену ногу на тлу током одређене фазе, док му дозвољава да то уради у другим тачкама. Неуронска мрежа тада открива "све тешке ствари" - као што је положај у коме треба да буду зглобови, колики обртни момент треба применити на сваки зглоб, како остати стабилан и усправан — да би се створила парадигма дизајна заснована на награди која олакшава роботима као што је Цассие да науче било који двоножни ход који се налази у природа.

Предвиђање будућности

То је импресиван подвиг, сигурно. Али то такође доводи до већег питања: како су роботи постали тако окретни? Иако још увек нема недостатка видео записа на мрежи приказује роботе како се урушавају када ствари крену наопако, такође нема сумње да је свеукупни пут којим се крећу пут који води ка импресивно глаткој локомоцији. Једном када се појави идеја о роботу који газе као пони или изводи а слика савршена атлетска рутина било би далеко чак и за филм. 2020. роботи стижу тамо.

Међутим, није лако предвидети овај напредак. Не постоји једноставно посматрање типа Муровог закона које олакшава мапирање путање робота од незграпних машина до глатких оператера.

Муров закон се односи на запажање Интеловог инжењера Гордона Мура 1965. да ће се сваке године до две године удвостручити број компоненти које се могу угурати у интегрисано коло. Иако постоји аргумент да ми можда сада достиже границе Муровог закона, истраживач из, рецимо, 1991. могао би реално да утврди, на полеђини коверте, где би компјутерске могућности могле бити, у смислу прорачуна, 2021. Ствари су сложеније за роботе.

„Иако је Муров закон запањујуће добро предвидео тренд рачунарске снаге, предвиђајући Тренд у роботима на ногама је као гледање у кристалну куглу,” Кристијан Геринг, шеф технологије официр код АНИботицс АГ, швајцарска компанија која производи роботе са ногама који се већ користе за задатке као што су аутономно инспекцију енергетских платформи на мору, рекао је за Дигитал Трендс. „У суштини, роботи са ногама су високо интегрисани системи који се ослањају на многе различите технологије као што су складиштење енергије, сенсинг, глума, рачунарство, умрежавање и интелигенција.

Управо напредак у овој мешавини различитих технологија које раде заједно чине данашње роботе тако моћним. То је такође оно што их чини тешким за предвиђање у погледу мапе пута будућег развоја. Да би се направиле врсте робота које би роботи желели, мора постојати напредак у стварању мале и лагане батерије, могућности сензора и перцепције, ћелијске комуникације и још много тога. Све ово ће морати да ради заједно са напретком у областима као што је дее-учење А.И. да створи врсте машина које ће заувек избацити слике незграпних робота научне фантастике на којима смо одрасли гледајући ТВ.

Мање, јефтиније, боље

Добра вест је да се то дешава. Док Муров закон доводи до напретка на страни софтвера, битних хардверских компоненти су постаје све мањи и јефтинији. Није тако уредно као формулација Гордона Мура, али се дешава.

„Чак и са нашим Атреус научни демонстратор [робот] од пре шест или осам година, појачала снаге за покретање наших мотора биле су ове цигле од три фунте; били су велики“, Џонатан Херст, суоснивач Агилити Роботицс, који је направио поменутог робота Цассие, рекао је за Дигитал Трендс. „Од тада имамо ова мала, сићушна појачала која имају исту количину струје, исту количину напона и дају нам веома добру контролу над излазним обртним моментом наших мотора. И они су сићушни - само инч са два инча са пола инча високи или нешто слично. Имамо 10 таквих на Цассие. То се додаје. Имате циглу од три фунте која је шест инча са четири инча са четири инча у односу на можда неколико унци која је инч са два инча. То чини велику разлику са стварима попут енергетске електронике."

Хурст је рекао да верује да су роботи са ногама још увек у раној фази свог пута да постану свеприсутни технологије које не само да се могу кретати на природан начин попут људи, већ и беспрекорно функционисати заједно њих. Неки од ових изазова ће превазићи слатке (али изузетно импресивне) демонстрације, као што је терање робота да газе попут понија. Али изградња паметнијих машина које могу да савладају различите врсте кретања и којима се верује да раде у стварном свету, свакако је важан корак.

То је корак (или кораци) да ходајући роботи постају све бољи и бољи.

Препоруке уредника

• Егзоскелети са аутопилотом: поглед у блиску будућност носиве роботике
• Добар у СтарЦрафту? ДАРПА жели да обучи војне роботе помоћу ваших можданих таласа
• МИТ-ов нови робот може да игра свима омиљену игру слагања блокова, Јенга
• Робот за подводно скакање показује невероватне способности скакања инспирисане природом
• Мека роботска рука даје научницима нови приступ дубоком морском животу