來源:智東西
俄勒岡州立大學(xué)校企敏捷機(jī)器人公司(Agility Robotics)剛剛展示了一款名為 Cassie 的新型雙足機(jī)器人。
Cassie 與目前市面上主流的四足機(jī)器人不同,它的行走方式會(huì)更像人類。這種雙足行走的方式使 Cassie 能夠穿越各類地形,使它有機(jī)會(huì)在運(yùn)送包裹、救援救災(zāi)等工作上發(fā)揮重要作用。
一、為何市面上的機(jī)器人以四足為主
雙足機(jī)器人在研發(fā)上存在巨大的困難,相比于四足機(jī)器人,它們?cè)靸r(jià)昂貴、平衡系統(tǒng)也更為復(fù)雜。
盡管如此,投入大量成本去研發(fā)雙足機(jī)器人依舊是值得的??茖W(xué)界對(duì)機(jī)器人的一貫觀點(diǎn)是,要讓機(jī)器人能夠去往人類所能去的任何地方,勝任人類才能完成的工作,最好的方法便是制造一個(gè)雙足機(jī)器人。
二、Cassie 機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)階段是否有良好表現(xiàn)?
機(jī)器人的 " 雙腳 " 要更好地跨越階梯,需要擁有對(duì)環(huán)境更全面的感知以及大量的計(jì)算模擬,這是開展機(jī)器人爬樓實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)方案。在這一點(diǎn)上,Cassie 顯得有幾分與眾不同。
關(guān)于 Cassie,有幾點(diǎn)重要的信息:Cassie 是一名 " 瞎子 ",這意味著它無法從圖像上感知它所要登上的階梯樣貌。不過視覺缺失并沒有影響 Cassie 對(duì)外界的感知,Cassie 的觸覺反饋?zhàn)屗雷约汉蜆翘莅l(fā)生了怎樣的接觸。
缺乏視覺的 Cassie 在爬樓實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)如何呢?Cassie 表現(xiàn)得笨手笨腳,它會(huì)撞上欄桿、踩到腳趾;它不僅是在前進(jìn),偶爾也會(huì)倒退。但除此之外,Cassie 沒有跌倒,一路上在磕磕碰碰的同時(shí)保持著繼續(xù)前行。最終,Cassie 到達(dá)了它的目的地。
這是本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)激動(dòng)人心之所在。現(xiàn)實(shí)世界不需要機(jī)器人擁有完美的 " 樓梯穿越系統(tǒng) ",需要的是面對(duì)各種各樣障礙,還能設(shè)法達(dá)到目的地的卓越表現(xiàn)。Cassie 跌跌撞撞前進(jìn)方式并不優(yōu)雅,卻是十分實(shí)用的。
三、Cassie 是如何掌握爬樓秘訣的?
俄勒岡州立大學(xué)關(guān)于 Cassie 的論文顯示,研究人員通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)的方法,在每組 8 個(gè)樓梯的臺(tái)階上對(duì) Cassie 進(jìn)行模擬訓(xùn)練。
為了讓訓(xùn)練過程從模擬向現(xiàn)實(shí)世界過渡,使 Cassie 更快地掌握爬樓秘訣,研究人員在實(shí)驗(yàn)中加入了大量隨機(jī)運(yùn)動(dòng)物體。這些隨機(jī)物體干擾 Cassie 的正常運(yùn)動(dòng),同時(shí)也幫助它對(duì)更復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界有所認(rèn)知。
四、Cassie 是否比蒙眼的人更擅長(zhǎng)攀爬樓梯?
研究人員西克曼(Siekmann)說道:" 卡西是爬樓梯的超人。拍攝 Cassie 的過程中,我們?cè)诙⒅鴻C(jī)器人或拿著相機(jī)的時(shí)候,自己在樓梯上絆倒了。" 這說明 Cassie 的行走能力可能不輸于蒙眼的人。
對(duì)此另一名研究人員格林(Green)解釋說:" 當(dāng)你訓(xùn)練 Cassie 時(shí),隨著時(shí)間的推移,它的學(xué)習(xí)算法會(huì)細(xì)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),這使它能得到快速學(xué)習(xí)。"
五、除了爬樓,Cassie 能做些什么?
Cassie 仿人類的雙足行走方式,使它在更廣闊的領(lǐng)域中大有可為。雙足行走讓它可以去往人類所能到達(dá)的大部分地方,實(shí)現(xiàn)救災(zāi)和搜索救援。在生活中,Cassie 有望在快遞業(yè)廣泛運(yùn)用。
此外,敏捷機(jī)器人公司還計(jì)劃將 Cassie 運(yùn)用于醫(yī)療領(lǐng)域,Cassie 機(jī)器人可以為肢體缺失或運(yùn)動(dòng)困難者提供大量幫助。
結(jié)語:處于實(shí)驗(yàn)階段的 Cassie 機(jī)器人,前景值得期待
盡管敏捷機(jī)器人公司是一家新公司,但其研發(fā)的 Cassie 機(jī)器人為人類在機(jī)器人領(lǐng)域的制造、研究積累了重要經(jīng)驗(yàn)。
Cassie 目前仍處于實(shí)驗(yàn)階段,雖然 Cassie 在距離將雜貨搬運(yùn)到樓上還有很長(zhǎng)一段路要走,但雙足機(jī)器人巨大的發(fā)展前景是值得被寄予厚望的。