類人機(jī)器人，即身體結(jié)構(gòu)類似人體的機(jī)器人或虛擬系統(tǒng)，在現(xiàn)實(shí)世界中具有廣泛的應(yīng)用。它們的四肢和身體與人類相似，因此可以模擬各種人類動作，如行走、蹲伏、跳躍和游泳等。

（圖片來源：arxiv.org）

通過計(jì)算生成虛擬類人形角色的真實(shí)動作，可能對開發(fā)電子游戲、動畫電影、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）體驗(yàn)和其他媒體內(nèi)容發(fā)產(chǎn)生有趣的影響。然而，電子游戲和動畫中所描繪的環(huán)境往往是高度動態(tài)和復(fù)雜的，因此在這些環(huán)境中引入類人機(jī)器人的規(guī)劃動作更具挑戰(zhàn)性。

據(jù)外媒報道，以色列NVIDIA研究中心（NVIDIA Research）的研究人員最近推出新計(jì)算方法PlaMo（規(guī)劃和移動，Plan and Move），可用于規(guī)劃人形機(jī)器人在復(fù)雜的3D物理模擬世界中的移動方式。在arXiv預(yù)印本服務(wù)器上發(fā)表的一篇論文中介紹了這種方法，該方法由場景感知路徑規(guī)劃器和穩(wěn)健的控制策略組成。

該論文中提到：“在復(fù)雜的物理模擬世界中控制類人機(jī)器人是一項(xiàng)長期挑戰(zhàn)，在游戲、模擬和視覺內(nèi)容創(chuàng)建中具有諸多應(yīng)用。該設(shè)置給定一個豐富而復(fù)雜的3D場景，用戶可以提供由目標(biāo)位置和運(yùn)動類型組成的指令列表。為了解決這個任務(wù)，我們提出了PlaMo，這是一款場景感知路徑規(guī)劃器和強(qiáng)大的物理基控制器?！?/p>

之前的大多數(shù)研究以規(guī)劃類人角色在3D模擬環(huán)境中的運(yùn)動為目標(biāo)，重點(diǎn)關(guān)注開發(fā)規(guī)劃器或控制器，而不是兼顧兩者。由于這兩種模型執(zhí)行的任務(wù)（即規(guī)劃和執(zhí)行類人機(jī)器人的運(yùn)動）是相互依存的，研究人員開始設(shè)計(jì)一種能夠同時解決這兩個問題的計(jì)算方法。

研究人員表示：“考慮到場景對運(yùn)動施加的各種限制，例如位置、高度和速度，路徑規(guī)劃器會生成一系列運(yùn)動路徑。而與規(guī)劃器相輔相成，我們的控制策略會根據(jù)規(guī)劃生成豐富而逼真的物理運(yùn)動?！?/p>

研究人員對PlaMo進(jìn)行了一系列仿真測試，使用它來規(guī)劃和執(zhí)行SMPL類人機(jī)器人的運(yùn)動，并在英偉達(dá)（NVIDIA）開發(fā)的物理基強(qiáng)化學(xué)習(xí)模擬環(huán)境IsaacGym上進(jìn)行模擬運(yùn)行。SMPL是一種具有中性身體結(jié)構(gòu)的人形虛擬代理（即沒有五官、頭發(fā)和衣服等）。

這些測試得出的結(jié)果非常令人鼓舞。研究人員發(fā)現(xiàn)，PlaMo方法能夠按照文本指令有效地規(guī)劃和執(zhí)行SMPL類人機(jī)器人在復(fù)雜模擬景觀中的運(yùn)動。值得一提的是，該方法的規(guī)劃器組件能夠處理人形角色在不平坦地形上的運(yùn)動，以及環(huán)境中的靜態(tài)和動態(tài)障礙物。反過來，運(yùn)動控制器能夠可靠地跟蹤規(guī)劃者規(guī)劃的路徑，為類人機(jī)器人執(zhí)行復(fù)雜且具有場景感知的動作，例如在低懸天花板下爬行，或快速移動以避開接近的障礙物?？傮w而言，這兩個模塊結(jié)合在一起非常有效，可以根據(jù)環(huán)境變化產(chǎn)生真實(shí)的運(yùn)動。

PlaMo專注于規(guī)劃和控制，這為將其與現(xiàn)代語言模型和3D場景理解相結(jié)合開辟了機(jī)會?？紤]到這些擴(kuò)展內(nèi)容，研究人員將PlaMo視為實(shí)現(xiàn)更大系統(tǒng)的敲門磚。在這些系統(tǒng)中，非玩家角色（NPC）被賦予要扮演的角色，從而形成豐富的模擬虛擬世界。