在過去的幾十年里，機(jī)器人系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，從基本的僵硬機(jī)器人發(fā)展到各種軟質(zhì)、人形、動物形的機(jī)器人。人們發(fā)現(xiàn)，腿式機(jī)器人，尤其是四足機(jī)器人，特別適合在地面處理簡單的任務(wù)，例如探索環(huán)境和搬運物體。

但大多數(shù)腿式機(jī)器人在如何與周圍的物體和人類互動方面仍然受到限制。此外，那些表現(xiàn)出更先進(jìn)的物體操縱技能的設(shè)備通常配備額外的、有時是笨重的組件，例如專用的機(jī)械臂或夾具。

據(jù)外媒報道，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zurich）研究人員最近推出基于強化學(xué)習(xí)的新模型，該模型可以讓四足機(jī)器人以創(chuàng)新的方式與周圍環(huán)境進(jìn)行交互，而無需額外的手臂或操縱器。該模型可以讓四足機(jī)器人處理更高級的任務(wù)，例如打開冰箱和將物體移開。

圖片來源：蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院

“使用機(jī)械腿進(jìn)行操控的想法已經(jīng)存在了一段時間，”該論文的合著者Philip Arm表示?！袄?，機(jī)器人腿已被用來進(jìn)行檢查或踢足球。然而，這些方法大多數(shù)都針對一項單一任務(wù)?！?/p>

Arm及其同事最近工作的主要目標(biāo)是開發(fā)一種多功能方法，使腿式機(jī)器人能夠解決更廣泛的現(xiàn)實問題。強化學(xué)習(xí)是一種在機(jī)器人社區(qū)中廣泛使用的技術(shù)，此次開發(fā)的模型正是使用該技術(shù)。

Arm解釋道：“機(jī)器人的任務(wù)是將腳移至所需的位置，它會在仿真中多次執(zhí)行此操作，并隨著時間的推移學(xué)習(xí)和提高其技能。我們在運行的仿真中更改了一些參數(shù)，例如腳應(yīng)該放置的位置以及機(jī)器人在嘗試到達(dá)目標(biāo)時受到的干擾程度。通過這種方法，機(jī)器人對現(xiàn)實世界中面臨的不確定性變得非常穩(wěn)健。”

在最初的實驗中，研究人員發(fā)現(xiàn)該模型表現(xiàn)非常好，使四足機(jī)器人能夠有效地解決以前無法完成的物體操縱任務(wù)，包括打開冰箱門、搬運物體、按下按鈕，以及將障礙物推開并從地板上收集石頭。

與其他增強四足機(jī)器人物體操作技能的方法相比，該模型教會機(jī)器人在必要時使用整個身體（例如，向前傾斜以用一只腳夠到按鈕）。

“我們發(fā)現(xiàn)該模型甚至可以教機(jī)器人跳躍，以便它能夠到達(dá)幾米外的目標(biāo)，Arm 表示?！皩嶋H上，我們對機(jī)器人的腳可以解決很多任務(wù)感到驚訝，包括打開冰箱門。目前，機(jī)器人仍然是遠(yuǎn)程操作的，但如果我們能夠?qū)崿F(xiàn)其中許多任務(wù)的自動化，它將擴(kuò)展腿式機(jī)器人的應(yīng)用范圍，而無需改變其硬件?！?/p>

Arm及其合作者開發(fā)的新計算模型很快就會得到進(jìn)一步改進(jìn)，并針對其他任務(wù)進(jìn)行訓(xùn)練。一旦在全自動機(jī)器人場景中得到完善和驗證，它可以顯著拓寬腿式機(jī)器人的實際應(yīng)用，例如允許用于檢查倉庫或基礎(chǔ)設(shè)施的機(jī)器人獨立地按下按鈕、移動杠桿和開門。

在接下來的研究中，研究人員將繼續(xù)努力實現(xiàn)這一目標(biāo)，通過增加其方法的自主性并嘗試自動化更多任務(wù)，包括物體抓取和打開其他類型的門。