本帖最后由 六儿 于 2015-6-5 11:39 编辑 [size=1em]机器人和生物相比的最大劣势之一,就是生物能够一定程度上适应收到的损伤,比如你在崴了脚后,仍然能跳着往前走;断了一根手指,仍能用剩下的来拿筷子...而机器人一旦受损,基本没有可能继续工作,因为控制器里的模型是错误的。 这个现状将成为历史。 来自巴黎UPMC的研究人员演示了一个6足机器人如何在几分钟内自行适应严重的损伤并最大限度恢复运动能力。什么样的损伤呢?比如被砍掉两只脚。 今天,这项成果登上了Nature杂志的封面——这几乎是一个研究者所能期望的最高荣誉了 适应不同形态机器人 在最新发布的结果中,研究者展示了他们的算法不仅能用于6足行走,也可以用于一个平面机械臂。这说明这种算法能够让不同形态的机器人都具有损伤恢复能力,只要它有足够多的自由度来满足适应性要求。理论上来说,该算法对任何形态的机器人都是适用的。 高效的规划 这项成果的出众之处不仅在于其适应性,也在于其计算速度。举个例子,假如你把一个拥有这套算法的六足机器人踩坏了一条腿。这显然会严重影响机器人的速度和效率。此时,机器人会想“哦!我哪里出问题了,我无法行走了”。但是,这个机器人并不需要去发现哪里出了故障。它只需要去实验一系列不同的步态行为,算法通过贝叶斯优化可以快速找到能够在这种不利情况下保持运动能力的运动方式。而这一切只需要2分钟。 “一旦受伤,这个机器人表现得就像一个科学家。”论文的第一作者安东尼.库里说。“机器人拥有不同行为效果的先验知识,然后就开始测试它们。但是,对这些行为效果的预测来自健康机器人的测试结果,所以,机器人需要知道其中哪些能够在残缺的身体上适用。每一次测试都是一次实验,而算法的聪明之处在于一旦一种行为效果不好,就将这一整类行为都排除。比如,如果主要靠后腿行走行不通,算法会尝试主要用前腿的步态。真正令人惊讶的是它可以那么快地完成新行为的学习。看一个机器人在短短2分钟内从瘸腿打转到高效地前进真的很震撼。” 损伤恢复只是这个算法的应用之一:它还可以用于适应不同地形,甚至是对未知环境产生适应性行为。因为所有这一切都是自动完成的,这个算法将非常适用于诸如探索火星的任务,机器人将在没有任何外部帮助的情况下尽量继续工作。研究的过程中有一些有趣的小故事。比如,为了产生丰富的行为,研究者采用了进化的思路,进化的标志是步态中脚触地时间的缩短。最原始的步态触地时间是100%,也就是几乎不动,然后就有75%的步态,50%的,25%的。。研究者本来觉得不可能进化出0%的步态——怎么可能脚一直不着地嘛。结果算法震惊了他们!机器人把自己翻了个底朝天,脚全都离地,然后用肘在地上爬。
尽管登上Nature封面已经是很了不起的荣誉,这项研究丝毫没有停止的意思。他们现有的资金持续到2016年。研究者现在正在努力在其他形态机器人身上测试算法,比如轮式机器人。从原理上来说,他们的算法应当适用于任何机器人,但是他们“尤其对像DARPA机器人挑战赛那种灾难救援场景感兴趣”。这真是太棒了,你们能在下周四比赛前调出一版人形机器人的算法么?我相信到时候那些机器人会很需要这个算法的。转自微信号:机器人学家 原文链接:http://spectrum.ieee.org/automat ... c4bbb7eebdd9b4ab1ef |