Wir haben uns daran gewöhnt, vierbeinige Roboter als Roboterversionen von Hunden zu betrachten. Und um fair zu sein, es steckt genau dort im Wort „Quadrupedal“. Aber wenn wir nur über das Latein hinausgehen, gibt es absolut keinen Grund, warum vierbeinige Roboter sich darauf beschränken müssen, alle vier Gliedmaßen die ganze Zeit als Beine zu verwenden. Und tatsächlich sind die meisten anderen Vierbeiner so vielseitig: Vierbeiner verwenden häufig ihre vorderen Gliedmaßen, um mit der Welt um sie herum zu interagieren, nicht zu Fortbewegungszwecken.
Robotiker an der CMU und der UC Berkeley trainieren Roboterhunde, ihre Beine zur Manipulation und nicht nur zur Fortbewegung zu verwenden, und demonstrieren Fähigkeiten wie das Klettern an Wänden, das Drücken von Knöpfen und sogar das Treten eines Fußballs.
Einen Roboter so zu trainieren, dass er sowohl Fortbewegung als auch Manipulation gleichzeitig mit denselben Gliedmaßen ausführt, kann mit Techniken des Verstärkungslernens schwierig sein, da Sie in lokalen Minima stecken bleiben können, während Sie versuchen, für Fähigkeiten zu optimieren, die sehr unterschiedlich sind und (würde ich vermuten) manchmal im Gegensatz zueinander. Also teilten die Forscher das Training in separate Manipulations- und Fortbewegungsrichtlinien auf und trainierten jede in Simulation, obwohl dies einen zusätzlichen Schritt bedeutete, um diese separaten Fähigkeiten in der realen Welt zusammenzufügen, um nützliche Aufgaben auszuführen.
Die erfolgreiche Durchführung einer kombinierten Fortbewegungs- und Manipulationsaufgabe erfordert eine qualitativ hochwertige Demonstration durch einen Experten. Der Roboter merkt sich, welche Befehle der Mensch während der Demonstration gegeben hat, und erstellt dann einen Verhaltensbaum, dem er folgen kann, der die Aufgaben in eine Reihe von verbundenen Fortbewegungs- und Manipulationsunteraufgaben aufteilt, die er der Reihe nach ausführen kann. Dies erhöht auch die Robustheit des Systems, denn wenn der Roboter eine Teilaufgabe nicht erfüllt, kann er sich durch den Verhaltensbaum „zurückspulen“, bis er zu einem Erfolgspunkt zurückkehrt, und dann von dort aus neu beginnen.
Dieser spezielle Roboter (ein Unitree Go1 mit Intel RealSense für die Wahrnehmung) schafft es, sich gegen eine Wand zu balancieren, um einen fast einen Meter hohen Zugangsknopf für Rollstuhlfahrer zu drücken, und dann durch die offene Tür hinauszugehen, was ziemlich beeindruckend ist. Im weiteren Sinne ist dies ein nützlicher Schritt, um nicht-humanoiden Robotern zu helfen, in für den Menschen optimierten Umgebungen zu arbeiten, was wichtiger sein könnte, als es scheint. Es ist sicherlich möglich, unsere Umgebung so zu verändern, dass sie für Roboter freundlicher ist, und wir sehen dies an Orten wie Krankenhäusern (und einigen Hotels), wo Roboter Aufzüge direkt steuern können. Das macht es für die Roboter viel einfacher, sich fortzubewegen, aber es ist ärgerlich genug, dies in einigen Fällen tun zu müssen, es ist praktischer (wenn auch nicht unbedingt einfacher), stattdessen einfach einen Knopfdruckroboter zu bauen. Es lässt sich vielleicht argumentieren, dass der beste Mittelweg darin besteht, überhaupt eine allgemein zugängliche Infrastruktur aufzubauen, indem sichergestellt wird, dass weder Roboter noch Menschen sich auf eine bestimmte Manipulationstechnik verlassen müssen, um etwas zu bedienen. Aber bis wir das schaffen, werden Fähigkeiten wie diese für hilfreiche Roboter mit Beinen von entscheidender Bedeutung sein.
Beine als Manipulator: Quadrupedal Agilität über die Fortbewegung hinaus schiebenvon Xuxin Cheng, Ashish Kumar und Deepak Pathak von der Carnegie Mellon University und der UC Berkeley, wird nächsten Monat auf der ICRA 2023 in London vorgestellt.
Aus Ihren Website-Artikeln
Verwandte Artikel im Internet
