Ο ασταμάτητος σκύλος ρομπότ «Parkour» κατακτά τα εμπόδια

Τετράποδα, τετράποδα ρομπότ εμπνευσμένα από σκύλους έχουν ήδη αποδειχθεί ικανά για μια ποικιλία εργασιών, από

παρακολούθηση αθλητικών σταδίων εξ αποστάσεως

και καθοδήγηση τυφλών στην επιθεώρηση δυνητικά επικίνδυνων ερευνητικών περιοχών. Αυτά τα ρομπότ είναι γενικά πιο ευκίνητα από τα ογκώδη δίποδα αντίστοιχά τους, αλλά ως επί το πλείστον έχουν αποτύχει να ταιριάξουν με τη ρευστή χάρη και τον αθλητικό χαρακτήρα των εμπνεύσεών τους από γούνινο σκύλο. Τώρα, ένα νέο ρομπότ κλιμάκωσης τοίχου πιέζει τα όρια του τι είναι ικανά αυτά τα τετράποδα, και το κάνει με λίγη μεράκι.

Ερευνητές από το ETH της Ζυρίχης προσπαθούν να κλείσουν το χάσμα κινητικότητας μεταξύ ρομπότ και ζώων με ένα νέο ρομπότ υψηλής κινητικότητας, ικανό να τρέχει, να πηδά και να σέρνεται μέσα από διαδρομές με εμπόδια.

Οι ερευνητές, οι οποίοι

δημοσίευσαν τα ευρήματά τους

σε

Επιστήμη Ρομποτικής

αυτή την εβδομάδα, ξεκινήστε να διδάξετε

ANYmal, ένα τετράποδο ρομπότ 100 λιβρών

φτιαγμένο από την εταιρεία ANYbotics πώς να μιμείται ανθρώπους «ελεύθερους» που ασχολούνται με ένα υπόγειο άθλημα που από πολλούς αναφέρεται ως «παρκούρ».

Με λίγα λόγια, το parkour επικεντρώνεται στη μετάβαση από το ένα σημείο στο άλλο με τον ταχύτερο δυνατό τρόπο και συχνά περιλαμβάνει γρήγορο σέρνοντας και πηδώντας μέσα από εμπόδια στην πορεία. Το παρκούρ, το οποίο εκτελείται σε γήπεδα με εμπόδια ή ακόμα και σε πυκνοκατοικημένες αστικές περιοχές, απαιτεί συνδυασμό αθλητισμού και γρήγορης λήψης αποφάσεων. Ο ANYmal ήταν στο ύψος του καθήκοντος. Το πρόσφατα βελτιωμένο ρομπότ μπόρεσε να ολοκληρώσει το βασικό μάθημα parkour παρακάτω κινούμενο με κλιπ έξι πόδια ανά δευτερόλεπτο.

Πώς έμαθε ο ANYmal parkour;

ΕΝΑ

βίντεο

του πρόσφατα εκπαιδευμένου ANYmal σε δράση που κοινοποιήθηκε από το ETH Zurich δείχνει το θορυβώδες κόκκινο ρομπότ να σκαρφαλώνει σε μια μικρή ξύλινη σκάλα πριν φτάσει πάνω από ένα μικρό κενό για να προσγειωθεί σε άλλη πλατφόρμα. Χωρίς να σπάσει τον βηματισμό του, το ρομπότ φορτίζεται προς τα εμπρός και στη συνέχεια βουτάει για να σκαρφαλώσει κάτω από ένα εμπόδιο σε μια κίνηση που μοιάζει με έντομο που καθαρίζει. Το ANYmal έσπρωξε γρήγορα τον εαυτό του προς τα πάνω, ώστε να μπορεί να σκαρφαλώσει κάθετα σε ένα άλλο κλουβί ελαφρώς ψηλότερο από το σώμα του. Το βίντεο δείχνει το ρομπότ να ολοκληρώνει την πορεία ακόμα και όταν τα εμπόδια ανακατεύονται με διαφορετικές σειρές.

Το ANYmal χρησιμοποιεί αισθητήρες λέιζερ για να αντιληφθεί το περιβάλλον του και να δημιουργήσει χάρτες που μπορεί να χρησιμοποιήσει για να σχεδιάσει και να εκτελέσει αυτόνομα μια διαδρομή ταξιδιού. Τέσσερα ελαφριά πόδια άνθρακα και 12 πανομοιότυποι κινητήρες το ωθούν προς τον στόχο του. Οι ερευνητές του ETH ξεκίνησαν να βελτιώσουν την κίνηση του ρομπότ χρησιμοποιώντας ένα νευρωνικό δίκτυο που αποτελείται από τρεις ξεχωριστές μονάδες, καθεμία αφιερωμένη στην κίνηση, την αντίληψη και την πλοήγηση επιλεκτικά.

Στην εργασία τους, οι ερευνητές λένε ότι ανέπτυξαν το στοιχείο πλοήγησης του ANYmal για να κατανοήσουν τις δυνατότητες του ρομπότ στο περπάτημα, το άλμα και το σκύψιμο. Οπλισμένος με αυτό το πλαίσιο, το ANYmal μπορεί να προσαρμόσει αυτόματα τη συμπεριφορά του ανάλογα με τον τύπο των εμποδίων που αποτρέπονται. Το τελικό αποτέλεσμα: ένα ρομπότ που μπορεί γρήγορα να αναγνωρίσει και να αντιδράσει σε μια σειρά από εμπόδια και να διασχίσει

τους.

Ο διδακτορικός φοιτητής του ETH Nikita Rudin, ένας από τους ερευνητές που εργάζονται για τις βελτιώσεις του ANYmal, φέρεται να είναι ο ίδιος λάτρης του parkour και αξιοποίησε αυτή την εμπειρία κατά τη διάρκεια της έρευνας.

«Πριν ξεκινήσει το έργο, αρκετοί από τους συναδέλφους μου ερευνητές πίστευαν ότι τα ρομπότ με πόδια είχαν ήδη φτάσει στα όρια των δυνατοτήτων ανάπτυξής τους, αλλά εγώ είχα διαφορετική γνώμη», είπε ο Ρούντιν.

είπε πρόσφατα

Science Daily


. «Στην πραγματικότητα, ήμουν σίγουρος ότι θα μπορούσαν να γίνουν πολλά περισσότερα με τη μηχανική των ρομπότ με πόδια».

Οι ερευνητές εκπαίδευσαν το μοντέλο σε παραδείγματα ανθρώπων freeruners που ολοκληρώνουν μαθήματα parkour. Το ANYmal έμαθε τις νέες του δεξιότητες μέσω βασικών δοκιμών και σφαλμάτων σε επαναλαμβανόμενα προσομοιωμένα περιβάλλοντα. Τελικά, το ρομπότ αναπτύχθηκε σε ένα μάθημα φυσικών εμποδίων όπου χρησιμοποίησε αυτά τα διδάγματα στην προσομοίωση για να ολοκληρώσει την πορεία.

«Στόχεύοντας να ταιριάξουμε την ευελιξία των ελεύθερων δρομέων, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα τους περιορισμούς κάθε στοιχείου στον αγωγό από την αντίληψη έως την ενεργοποίηση, να παρακάμψουμε αυτά τα όρια και γενικά να αυξήσουμε τις δυνατότητες των ρομπότ μας, κάτι που σε αντάλλαγμα ανοίγει τον δρόμο για πολλά νέα εφαρμογές, όπως η έρευνα και η διάσωση σε κτίρια που έχουν καταρρεύσει ή πολύπλοκα φυσικά εδάφη», ανέφερε η έρευνα σε μια

δήλωση

Η έμπνευση για το Parkour θα μπορούσε να βελτιώσει τα μέσα ρομπότ για έρευνα και διάσωση και εξερεύνηση του διαστήματος

Σε αντίθεση με το ανθρώπινο freerunning, οι νέες δεξιότητες του ANYmal προορίζονται για κάτι περισσότερο από το να φαίνεστε απλά cool. Κοιτάζοντας το μέλλον, οι ερευνητές πιστεύουν ότι παρόμοιες βελτιώσεις θα μπορούσαν να εφαρμοστούν σε ρομπότ έρευνας και διάσωσης για να τα βοηθήσουν να υπερπηδήσουν εμπόδια ή να σπεύσουν σε δυσκολία να φτάσουν σε περιοχές κατά τη διάρκεια αποστολών έρευνας και διάσωσης. Μια μέρα, σημειώνουν οι ερευνητές, αυτές οι προόδους του ίδιου τύπου θα μπορούσαν ενδεχομένως να βοηθήσουν

ρομπότ εξερεύνησης του διαστήματος

διασχίζοντας σκληρές, βραχώδεις επιφάνειες της σελήνης και άλλων πλανητών. Η προστιθέμενη θέση θα μπορούσε επίσης να ισχύει για τετράποδα ρομπότ που ερευνούν επικίνδυνες περιοχές του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων στη Γενεύη της Ελβετίας.

Αυτές οι περιπτώσεις χρήσης είναι, προς το παρόν, ακόμη σε μεγάλο βαθμό υποθετικές. Στο μεταξύ, το ANYMal θα ενταχθεί σε ρομπότ όπως τα ρομπότ Spot και Atlas της Boston Dynamics στη συνεχώς αυξανόμενη λίστα των μεταλλικών μηχανών

εκτελώντας ασυνήθιστα


αθλητικά κατορθώματα

κάποτε κρατούσαν ζωντανά όντα.