Les robots modernes sont équipés de systèmes de mouvement, mais s'adapter au terrain en action a toujours été un point difficile. Les scientifiques de l'Université d'Oslo en Norvège ont développé un nouveau type de quatre pattes robot à cette page but. Quand Il rencontre différentes surfaces, il peut ajuster sa longueur de jambe et marcher démarche. Ceci La capacité peut améliorer son efficacité énergétique et sa performance imprévisible dans l'environnement Environnement.

1. Apprenez à connaître Dyret

Le robot s'appelle Dyret (Signification "animal" en norvégien), et est connu sous le nom de premier quatre pattes robot qui peut changer automatiquement sa forme en fonction de différentes conditions. à travers l'utilisation mixte de capteurs, de caméras et d'intelligence artificielle, le robot peut reconnaître et ajuster mécaniquement la longueur des jambes quand Rencontrer différents terrains pour ajuster la forme du corps et optimiser sa démarche pour s'adapter à des surfaces spécifiques.

Le chef de cette recherche, Nijiade, a déclaré que ce robot peut apprendre continuellement l'environnement dans lequel il marche, puis combiner les connaissances acquises dans un environnement contrôlé pour s'adapter au Environnement.

Il est entendu que les chercheurs ont d'abord formé le robot à marcher sur du gravier, du sable et du béton, puis laissez-le marcher sur l'herbe qui n'a jamais été réglée pied. Bien que Cela ne semble pas être le terrain le plus gênant, les chercheurs ont souligné que toute forme différente du sol est un nouveau défi réel pour les robots à longues jambes.

Ceci chien de chien déformable robot peut allonger de manière dynamique ses quatre pattes Les chercheurs ont effectué des tests en Norvège et en Australie pour aider Dyret Apprendre Comment allonger ou raccourcir ses membres pour s'adapter à différents types de Terrain. Nigard, un informaticien de l'Université d'Oslo et de l'Institut de recherche national de la défense norvégienne, a déclaré: »At Cette étape, il est possible de prendre des robots à l'extérieur et d'apprendre à s'adapter à l'environnement Environnement. Il peut utiliser l'intelligence que les humains donnent eux."

2. Le complexe "Evolution" de robots quadrupèdes

Les animaux terrestres n'ont pas de membres à étirer, parce que Il est biologiquement impossible en premier lieu et ce n'est pas nécessaire. En raison de millions d'années d'évolution, des corps humains, des guépards ou des loups ont incroyable agilité. Ils peut constamment scanner les obstacles devant eux pendant le mouvement en marche, mais la fonction d'expansion et de contraction conjointe est non.

membres extensibles

D'autre part, l'évolution des robots nécessite également des ajustements. Même Super-complexe Des machines comme le chien de robot spot de Boston Dynamics ne peuvent pas Naviguez sur le complexe Terrain. Faire les jambes télescopiques du robot peuvent non seulement améliorer leur Stabilité Quand Se déplacer sur différentes surfaces, mais améliore également l'énergie Efficacité. Se promener consomme beaucoup de puissance de la batterie et la secousse du robot peut se blesser elle-même ou personnes à proximité.

"Je pense qu'avoir un corps ajustable est une idée particulièrement bonne", a déclaré Francisco Valero Cuevas, ingénieur de l'Université du Sud de la Californie, qui a participé au développement de quadrupèdes robots. "Technologie est constamment itération et le corps ajustable rend les robots futurs plus flexible."

Nigard et son Les collègues ont d'abord construit littéralement un bac à sable expérimental pour permettre Dyret recevoir l'équilibre Formation. En laboratoire, ils Boîtes longues remplies de ciment, de gravier et de sable, représentant les différents terrains que le robot pourrait trouver dans le monde réel Le béton est relativement plat, mais le sable est plein d'incertitude, parce que Chaque étape de la Robot les jambes vont incliner ou évier; Le gravier est une substance de surface dure, mais le gravier se déplacera, rendant Dyret pas de pas Staggering. Nijad a dit: "À travers Trois exemples de terrain avec une dureté et une rugosité différentes, il peut s'agir d'une bonne représentation de la forme du robot ou de l'interaction générale entre le corps et le environnement."

Différents matériaux terrestres pour la formation du robot équilibre dans le laboratoire

Le Dyret Le robot a quatre pattes et une poignée sur le dessus pour les chercheurs à Saisir. Le robot Les jambes peuvent prolonger un total de 6 pouces, mais peuvent s'étendre en deux positions: le "fémur" au-dessus du genou et de la "tibia" au-dessous du genou. Ceci permet à la machine de définir ses sections de jambe dans différentes longueurs Pour Exemple, il peut étirer les membres pour rendre le fémur plus longtemps et le tibia short, et vice versa. Les chercheurs peuvent ajuster ces Configurations, Mettez Dyret sur chaque terrain, faites-le bouger comme un chien ou un chat, puis calculez leur efficacité dans chaque champ Terrain.

Plus spécifiquement, les chercheurs voient "Mouvement Coût" comme une efficacité, qui est la même métrique utilisée par les biologistes quand Observation des animaux mouvements. Fondamentalement, c'est Comment beaucoup d'énergie une créature ou un robot consomme de mettre en œuvre le comportement de Déménagement. La finition et la stabilité de la marche sont toutes codées dans l'ordinateur, ce qui est très important pour des robots coûteux tels que Dyret.

Les chercheurs ont mesuré la consommation d'énergie dans les moteurs du Robot articulations et utilisé une caméra pour surveiller son mouvement. Le robot a aussi son propre Sensation de profondeur appareil photo pour caractériser la rugosité de la surface surface. Pour Exemple, il a été observé que le béton est beaucoup plus fluide que gravier. La machine peut même immerger les orteils de l'eau, de même que parler: Le capteur de force sur le pied le fournit des informations que le sable est beaucoup plus doux que béton; La caméra et le capteur de force fournissent ensemble Dyret avec une vision complexe pour surveiller le processus de marche et opérationnel Efficacité.

Quand Le robot détecte qu'il est en train de passer du béton au gravier, on peut viser à abaisser sa hauteur.

Les chercheurs ont constaté que quand Marcher sur du béton, le déformable Le robot a des jambes plus longues et est le plus efficace. Dans le sable, tant que le tibia est court, il peut étirer efficacement n'importe quel fémur longueur. sur gravier, Dyret's Le corps global est plus court et se produit très bien, ce qui fait du sens: Un centre de gravité plus bas rendra le robot plus stable quand grimper sur de petits rochers. D'une manière générale, des jambes plus courtes permettent au robot d'appliquer plus de force pour marcher sur des matériaux de perforation, tandis que des jambes plus longues peuvent augmenter la vitesse de marche sur la plus lisse Matériaux.

Tous Celles-ci Les formations fournissent le robot avec l'expérience de Comment coordonner la meilleure configuration des membres pour une surface spécifique. Par conséquent, quand Les chercheurs prennent ensuite Dyret à d'autres terrains, le robot peut regarder le sol avec sa caméra et détecter des objets sous ses pieds grâce à un capteur de force, comparant ces données avec des informations précédentes sur Comment Les regards concrets et se sent. Ensuite, le robot sait Comment marcher sur la route, ajustez la longueur de la foulée et obtenez une meilleure efficacité.

Dyret peut même s'adapter au gazon Terrain. Au début, sa performance était toujours très instable, mais elle était bientôt capable de comprendre quelles formes corporelles fonctionnent mieux et s'adaptent au nouveau Environnement.

3. à l'avenir, laissez le robot La perception s'adapte à son propre corps

Comme la technologie d'apprentissage du robot devient de plus en plus complexe, au cours des dix dernières années environ, les experts en robotique sont utilisés pour former des robots quadrupèdes dans simulations. En d'autres termes, nous devons d'abord former le logiciel qui contrôle le robot dans le monde virtuel Dans ce monde virtuel, le robot simulé peut effectuer des milliers de tentatives de marche et apprendre par Essai et Erreur. Le système punit les erreurs et les avantages des opérations réussies jusqu'à Le robot virtuel apprend le meilleur comportement. Ceci est une technique appelée renforcement apprendre. Les experts de robot peuvent ensuite transplanter cette connaissance dans Real-World robots et marche machines.

De plus, la technologie a le problème de "Simulation à la réalité" Transition: la complexité du monde physique ne peut pas Soyez parfaitement simulé dans l'environnement virtuel, les connaissances acquises par la simulation ne correspondent pas toujours au monde réel, ce qui signifie que le robot réel peut avoir une vague compréhension de l'environnement environnant

En revanche, quoi ces Les chercheurs font avec Dyret est de former des robots dans le monde réel De Bien sûr, cela apporte également de nouveaux défis: La vitesse d'apprentissage des robots déformés est beaucoup plus lente et peut souvent être endommagée par la chute. Kyle Gretel, un informaticien de l'Université d'Oslo, a déclaré: "Facteurs tels que les différences de terrains rendent la manipulation réelle beaucoup plus difficile que it sons. Il n'y a pas de trajectoire à suivre et il est difficile de le réaliser à travers simulation. "

objectivement, le mouvement de Dyret est toujours lent, surtout quand comparé aux robots quadrupèdes avancés comme Spot. Pour Exemple, il faut 90 secondes pour étendre ou contracter le Robot jambes. Mais les chercheurs espèrent que Dyret Les algorithmes matériels et sous-jacents peuvent être améliorés en même temps, et peut-être un jour d'autres robots déformants peuvent utiliser ce type de Système. En fait, dans le laboratoire de la robotique, la plus grande idée est de faire fonctionner le matériel et le logiciel ensemble de manière à ce que le robot puisse mieux percevoir le terrain et s'adapter à son corps et comportement. Ceci fera finalement la technologie robotique Populaire.