盲人机器人凭感觉走路下楼,成功率100%!
来源:机器人大讲堂
盲人出行很难,
盲·机器人呢?
纯拼感觉,
机器人已经能上下楼梯了!
来自俄勒冈州立大学和Agility Robotics 的研究者提出了一种方法,使双足机器人Cassie在爬楼梯的时候,没有使用任何计算机视觉或传感器技术,而是完全依赖于Cassie的“本体感受”或身体意识,就像人类一样,向上或向下移动。
结果显示,在10个试验中,Cassies上楼梯的成功率是80%,下楼梯的成功率达到了100%。
机器人自己上楼梯:
研究人员为 Cassie 配备了安全绳,只是为了防止机器人意外摔倒,绳子保持松弛状态:
不小心踩空了也能及时调整步伐
还可以压马路:
上下各种高低台阶不在话下:
复杂环境也能行走:
当然,也有摔倒的情况:
其实,在实验过程中,Cassie 也经历了诸多坎坷:
它撞到过栏杆上,脚趾断过,从台阶上滑下来过,有时完全没踩到台阶,偶尔还会倒退。但令人惊讶的是,Cassie 还能坚持走到它该去的地方。
Cassie 没踩到台阶,但它站起来之后继续完成了任务
研究人员说,这就是这项研究如此令人兴奋的原因,与其尝试开发一种依靠高质量感知和大量计算的完美楼梯系统,还不如开发一种包含现实世界约束,同时设法实现这一目标。即使这不是最优雅的,但在现实世界中具有鲁棒性。
使用强化学习来训练机器人的一个特殊之处是,有时即使提出了非常有效的方法,但也并不清楚其确切原因。
论文第一作者 Jonah Siekmann 表示他们观察到:Cassie在上楼梯时,走得越快就会走得越好。这对机器人来说有点违背直觉。
Siekmann 表示糟糕的落脚点导致了 Cassie 出现了一些「冒险行为」。他说「有时,Cassie 在下降过程中跳过了一至三个台阶,然后又恢复正常的下楼状态,这尤其令人惊讶。Cassie 在上楼时也绊倒然后又爬起来了。这个物理过程很复杂,因此学得的控制器中嵌入的那些精准的反应是非常令人兴奋的。此前我们还没有见过这种鲁棒性。」
如果要比较 Cassie 上下楼梯是否比蒙住眼睛的人更好,研究者表示这很难说。Siekmann 说:「我们多次开玩笑说 Cassie 在爬楼梯方面是超人,因为在拍摄这些视频的过程中,由于要专注于拍摄 Cassie(一定程度上没有看台阶),我们在上楼的过程中也绊倒了几次。」
实际上,人类在闭着眼睛尝试爬楼梯时,会依赖于「楼梯是完美统一的」这种假设。当人类无法依靠这样的假设时就会陷入困境。
Cassie 和大多数机器人一样受到一些约束。如果它看上去比其他机器人更有趣,那是因为它使用的是专门针对楼梯和类楼梯场景设计的特定楼梯控制器。
此外,该研究团队正在研究集成多个步态控制器的方法,这些步态控制器可以根据机器人的具体工作方式进行调用。这可能会涉及一些非常简单的感知系统,只是告诉机器人“前方有楼梯“。
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