对能够行走、奔跑和抓取的机器人进行编程非常费力,因此研究人员更希望它们能够自主学习。为了解决真实机器人在试错学习过程中产生的磨损问题,研究人员团队正在开发模拟机器人的方法,并将它们学到的技能下载到真实的硬件上。一种新方法利用来自真实机器人的数据改进了这些模拟,从而闭合了反馈回路。最终成果是速度和敏捷性都得到提升的机器人。
苏黎世联邦理工学院 (ETH Zurich) 的机器人专家与名为 ANYmal 的四足机器人合作,利用神经网络(灵感来源于人脑的软件)增强了其算法。当机器人在现实世界中摸索时,神经网络会学习机器人每个电机的特性。这些信息反馈到模拟中,帮助它更准确地模拟真实机器人,从而产生更有效的技能用于下载。研究人员在 1 月份的《科学机器人》杂志上报告称,在实验中,ANYmal 打破了之前 25% 的小跑速度记录。它还可以在被推后恢复平衡,并在翻转后站稳脚跟。
ANYmal 通过苏黎世联邦理工学院的衍生公司 ANYbotics 进行商业销售。其关节中的电机具有类似肌腱的弹簧,可以吸收冲击、存储能量并提供感官反馈。每条腿有三个电机,全部可互换。帮助开发基于模拟的训练方法的机器人专家 Jemin Hwangbo 表示,该方法是为救援行动和石油钻井平台检查而创建的。它可以爬楼梯和爬过隧道,同时将其沉重的数字大脑装在防尘防水的身体内。凯夫拉尔纤维腹部有助于它在半米高度的跌落中幸存下来。
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其他公司也在开发能够与 ANYmal 的能力相媲美的四足机器人。2008 年,波士顿动力公司因其吵闹的燃气动力“大狗”在崎岖地形上蹒跚行走的滑稽(且令人毛骨悚然)的视频而受到关注。较新的“SpotMini”是其 25 公斤重的电动表亲。麻省理工学院的机械工程师 Sangbae Kim 没有隶属于波士顿动力公司,他说 SpotMini 拥有世界上最先进的算法,可以绕过和越过障碍物。该公司计划今年开始销售 SpotMini,用于从建筑到家庭帮助等各种工作。顶部安装的端口允许用户连接工具,包括一个可以取饮料和装载洗碗机的 5 公斤重的机械臂——真是人类最好的朋友。
Kim 在麻省理工学院的团队制造了一个名为“Cheetah 3”的 40 公斤重的机器人,他说它的移动效率比同等重量的四足动物更高。他还补充说,该机器人还拥有同等大小的腿足机器人中最强大的关节——这些关节是从头开始制造的,产生的扭矩与汽车发动机一样大。这些关节还可以再生能量并很好地处理冲击。Kim 说,Cheetah 3 没有它的前身 Cheetah 2 快,Cheetah 2 的运行速度可达每小时 23 公里。但是,它可以进行后空翻(至少在理论上是这样),并且可以在不依赖摄像头视觉的情况下爬楼梯和障碍物。然而,它是为研究而制造的,所以不要期望很快就能采用它。