Sıçrayışlar ve Sınırlar: Robot Çevikliğinin Baş Döndürücü İlerlemesi

Charles Rosen, A.I. SRI International'ın Yapay Zeka Merkezi'ni kuran öncüden bu proje için bir isim bulması istendi. dünyanın ilk genel amaçlı mobil robotu, bir an düşündü ve sonra şöyle dedi: “Eh, hareket ettiğinde cehennem gibi sallanıyor. Hadi ona sadece Shakey adını verelim.

Bu fikrin bazı çeşitleri modern robotik tarihinin büyük bir kısmına yayılmış durumdadır. Çoğu zaman robotların, bir ateistin Pazar öğle yemeği kadar zarafete sahip hantal makineler olduğunu varsayarız. Bilim kurgu filmleri bile robotları defalarca yavaş, duraksayan adımlarla yürüyen hantal yaratıklar olarak hayal etti.

Bu fikir artık gerçeklikle örtüşmüyor.

Geçtiğimiz günlerde Oregon Eyaletindeki Dinamik Robotik Laboratuvarı'ndan bir grup araştırmacı, üniversitenin Cassie robotlarıDevekuşunun alt ekstremitesine benzeyen bir çift yürüyen robot bacağı, laboratuvarın en yeni "iki ayaklı yürüyüş" algoritmalarını denemek için bir spor sahasına gidiyor. Oraya vardığında robot atladı, yürüdü, dörtnalladı ve dörtnala koştu; yavaşlamak zorunda kalmadan her hareket türü arasında kusursuz bir şekilde geçiş yaptı. Etkileyici bir gösteriydi ve mevcut bacaklı robotların çevikliğine değinen bir gösteriydi; özellikle de biraz derin öğrenmeye dayalı eğitim söz konusu olduğunda.

"Genellikle insanlar derin takviyeli öğrenmeyi robotiğe uyguladığında, sinir ağını bir referans yörüngesini yakından taklit ettiği için ödüllendirmeye indirgenen ödül işlevlerini kullanırlar." Jonah SiekmannProjedeki araştırmacılardan biri Digital Trends'e şunları söyledi: "Bu referans yörüngesini ilk etapta toplamak oldukça zor olabilir ve bir kez 'koşmaya' başladığınızda referans yörüngesi, bunu bir 'atlama' davranışını, hatta bir 'yürümeyi' öğrenmek için de kullanıp kullanamayacağınız çok açık değil davranış."

OSU çalışmasında ekip, referans yörüngeleri fikrini tamamen ortadan kaldıran bir ödül paradigması yarattı. Bunun yerine, zaman parçalarını "aşamalara" bölerek, robotun belirli bir aşamada belirli bir ayağının yerde olması nedeniyle cezalandırılmasına, diğer noktalarda ise bunu yapmasına izin verilmesine neden oluyor. Sinir ağı daha sonra eklemlerin konumu, her bir ekleme ne kadar tork uygulanacağı, nasıl tork uygulanacağı gibi "tüm zor şeyleri" çözer. Sabit ve dik kalmak — Cassie gibi robotların, iki ayak üzerinde yürümeyi öğrenmesini kolaylaştıran, ödüle dayalı bir tasarım paradigması yaratmak. doğa.

Geleceği tahmin etmek

Kesinlikle etkileyici bir başarı. Ama aynı zamanda daha büyük bir soruyu da beraberinde getiriyor: Robotlar nasıl bu kadar çevik hale geldi? Hala çevrimiçi video sıkıntısı olmasa da çöken robotları gösteriyor işler ters gittiğinde, izledikleri genel yolun etkileyici derecede yumuşak bir harekete doğru gittiğine de şüphe yoktur. Bir zamanlar bir robotun midilli gibi dörtnal atması ya da bir şey yapması fikri mükemmel bir atletik rutin bir film için bile çok uzak olurdu. 2020'de robotlar oraya geliyor.

Ancak bu ilerlemeleri tahmin etmek kolay değil. Robotların hantal makinelerden düzgün operatörlere doğru izlediği yolu haritalandırmayı kolaylaştıracak basit bir Moore Yasası tipi gözlem yoktur.

Moore Yasası, Intel mühendisi Gordon Moore'un 1965 yılında yaptığı, bir entegre devre üzerine sıkıştırılabilecek bileşen sayısının her bir ila iki yılda bir iki katına çıkacağı yönündeki gözlemine atıfta bulunmaktadır. Yapılması gereken bir tartışma varken artık sınırlara ulaşıyor olabilir Örneğin 1991'de bir araştırmacı, Moore Yasası'na göre, bir zarfın arkasında, hesaplamalar açısından bilgisayar yeteneklerinin 2021'de nerede olabileceğini gerçekçi bir şekilde hesaplayabilirdi. Robotlar için işler daha karmaşıktır.

“Moore Yasası bilgi işlem gücündeki eğilimi şaşırtıcı derecede iyi tahmin etse de Bacaklı robotlardaki trend, kristal bir küreye bakmaya benziyor,” diyor Christian Gehring, teknoloji şefi memur ANYbotics AGhalihazırda aşağıdaki gibi görevlerde kullanılan bacaklı robotlar üreten bir İsviçre şirketi açık deniz enerji platformlarını otonom olarak denetlemek, Digital Trends'e söyledi. “Aslında bacaklı robotlar enerji depolama, algılama, hareket etme, bilgi işlem, ağ oluşturma ve zeka gibi birçok farklı teknolojiye dayanan son derece entegre sistemlerdir.”

Günümüzün robotlarını bu kadar güçlü kılan, farklı teknolojilerin bir arada çalışmasıyla elde edilen ilerlemelerdir. Gelecekteki gelişimin yol haritasına ilişkin öngörüde bulunmayı da zorlaştıran şey de budur. Robot bilimcilerin isteyeceği türde robotlar inşa etmek için, robotların yaratılmasında ilerlemeler olması gerekiyor. küçük ve hafif piller, algılama ve algılama yetenekleri, hücresel iletişim ve daha fazlası. Tüm bunların, öğrenme yapay zekası gibi alanlardaki ilerlemelerle birlikte çalışması gerekecek. oluşturmak için izleyerek büyüdüğümüz hantal bilim kurgu botlarının görüntülerini sonsuza kadar ortadan kaldıracak türde makineler TELEVİZYON.

Daha küçük, daha ucuz, daha iyi

İyi haber şu ki bu oluyor. Moore Yasası yazılım tarafında ilerlemelere yol açarken, temel donanım bileşenleri öyle hem küçülüyor hem de ucuzluyor. Gordon Moore'un formülasyonu kadar düzgün değil ama oluyor.

“Bizim bile Atreus bilim göstericisi [robot] altı ya da sekiz yıl önce, motorlarımızı çalıştıran güç amplifikatörleri bu üç kiloluk tuğlalardı; büyüktüler,” Jonathan Hurst, kurucu ortağı Çeviklik RobotiğiYukarıda bahsedilen Cassie robotunu yapan şirket Digital Trends'e söyledi. "O zamandan beri, aynı miktarda akıma, aynı miktarda voltaja sahip olan ve bize motorlarımızın tork çıkışı üzerinde çok iyi bir kontrol sağlayan bu küçük, minicik amplifikatörlere sahibiz. Ve çok küçükler - yalnızca bir inç x iki inç x yarım inç yüksekliğinde veya buna benzer bir şey. Cassie'de bunlardan 10 tane var. Bu da mantıklı. Altı inç x dört inç x dört inç boyutunda üç kiloluk bir tuğlanız var, buna karşılık belki bir inç x iki inç olan birkaç onsluk bir tuğlanız var. Güç elektroniği gibi konularda büyük bir fark yaratıyor.”

Hurst, bacaklı robotların her yerde yaygınlaşma yolunda hâlâ erken aşamada olduğuna inandığını söyledi. İnsanlar gibi doğal bir şekilde hareket etmekle kalmayıp, aynı zamanda kusursuz bir şekilde birlikte çalışan teknolojiler onlara. Bu zorluklardan bazıları, robotların midilli gibi dörtnal yapmasını sağlamak gibi sevimli (ama son derece etkileyici) demoların çok ötesine geçecek. Ancak farklı hareket türlerinde ustalaşabilen ve gerçek dünyada çalışması konusunda güvenilen daha akıllı makineler oluşturmak kesinlikle önemli bir adımdır.

Bu, yürüyen robotların giderek daha iyi hale geldiği bir adımdır (veya adımlardır).

Editörlerin Önerileri

• Otomatik pilotlu dış iskeletler: Giyilebilir robot teknolojisinin yakın geleceğine bir bakış
• StarCraft'ta iyi misiniz? DARPA, askeri robotları sizin beyin dalgalarınızla eğitmek istiyor
• MIT'nin yeni robotu herkesin favori blok istifleme oyunu Jenga'yı oynayabiliyor
• Sualtı atlama robotu, doğadan ilham alan muhteşem sıçrama yeteneklerini sergiliyor
• Yumuşak robotik el, bilim adamlarına derin deniz yaşamı konusunda yeni bir kavrama sağlıyor