Robotski sistemi su postali sve sofisticiraniji tokom proteklih decenija, evoluirajući od rudimentalnih krutih robota do širokog spektra mekih, humanoidnih robota inspirisanih životinjama. Utvrđeno je da su roboti sa nogama, posebno četvoronožni, posebno obećavajući za rešavanje jednostavnih zadataka na nivou zemlje, kao što su istraživanje okruženja i nošenje predmeta.
Uprkos obećanjima, većina robota sa nogama je i dalje ograničena u pogledu načina na koji mogu da komuniciraju sa objektima i ljudima u svom okruženju. Štaviše, oni koji pokazuju naprednije veštine manipulacije objektima uglavnom su opremljeni dodatnim i ponekad glomaznim komponentama, kao što su namenske robotske ruke ili hvataljke.
Tim istraživača sa ETH u Cirihu nedavno je predstavio novi model zasnovan na učenju pojačanja koji bi mogao da omogući četvoronožnim robotima da komuniciraju sa svojim okruženjem na inovativne načine, bez potrebe za dodatnim rukama ili manipulatorima. Njihov rad, objavljen na serveru za preprint arXiv, pokazuje da bi ovaj model mogao da omogući četvoronožnim robotima da se pozabave naprednijim zadacima, kao što su otvaranje frižidera i pomeranje objekata sa puta.
„Ideja da se koriste robotske noge za manipulaciju postoji već neko vreme“, rekao je Philip Arm, koautor rada, za Tech Xplore. „Na primer, robotske noge su korišćene za vršenje inspekcija ili za igranje fudbala. Međutim, većina ovih pristupa je bila usmerena na jedan zadatak.“
Ključni cilj nedavnog rada Arma i njegovih kolega bio je da razviju svestrani pristup koji bi omogućio robotima sa nogama da se pozabave širim spektrom problema u stvarnom svetu. Model koji su razvili obučen je korišćenjem učenja sa pojačanjem, dobro poznate tehnike koja se široko koristi u zajednici robotike.
„Robot ima zadatak da dovede nogu u željeni položaj, što radi mnogo puta u simulaciji, učeći i poboljšavajući svoje veštine tokom vremena“, objasnio je Arm. „Promenili smo neke parametre u simulacijama koje smo vodili, kao što je gde treba da se postavi stopalo i koliko je robot uznemiren dok pokušava da stigne do cilja. Sa ovim pristupom, robot je postao veoma otporan na neizvesnosti sa kojima bi se suočio stvarni svet.“
U početnim eksperimentima, otkriveno je da model istraživača radi veoma dobro, omogućavajući četvoronožnom robotu da se efikasno nosi sa zadacima manipulacije objektima koje ranije nije mogao da završi, uključujući otvaranje vrata frižidera, nošenje predmeta, pritiskanje dugmeta, guranje prepreka. svog puta i sakupljanje kamenja sa poda.
Za razliku od drugih pristupa za poboljšanje veština manipulacije objektima četvoronožnih robota, model uči robote da koriste celo telo kad god je to potrebno (npr., naginju se napred da bi jednom od stopala dosegli dugme).
„Otkrili smo da model čak uči robota da skače kako bi mogao da stigne do mete koja je udaljena nekoliko metara“, rekao je Arm. „Zapravo smo bili iznenađeni koliko zadataka možemo da rešimo nogom robota, uključujući otvaranje vrata frižidera. Trenutno, robot je još uvek na daljinu, ali ako uspemo da automatizujemo mnoge od ovih zadataka, to će proširiti opseg primene roboti sa nogama bez potrebe da menjaju svoj hardver.“
Novi računarski model koji su razvili Arm i njegovi saradnici uskoro bi mogao biti dodatno poboljšan i obučen za dodatne zadatke. Jednom usavršen i potvrđen u potpuno automatizovanim robotskim scenarijima, mogao bi značajno da proširi stvarne primene robota sa nogama, na primer omogućavajući robotima koji se koriste za inspekciju skladišta ili infrastrukture da samostalno pritiskaju dugmad, pomeraju poluge i otvaraju vrata.
U svojim sledećim studijama, istraživači će nastaviti da rade na ovom cilju, povećavajući autonomiju svog pristupa i pokušavajući da automatizuju više zadataka, uključujući hvatanje predmeta i otvaranje drugih vrsta vrata.
