俄勒岡校企展示雙足機器人黑馬Cassie:跌跌撞撞爬樓梯就是摔不倒
俄勒岡州立大學校企敏捷機器人公司(Agility Robotics)剛剛展示了一款名為Cassie的新型雙足機器人。Cassie與目前市面上主流的四足機器人不同,它的行走方式會更像人類。這種雙足行走的方式使Cassie能夠穿越各類地形,使它有機會在運送包裹、救援救災等工作上發揮重要作用。
俄勒岡州立大學校企敏捷機器人公司(Agility Robotics)剛剛展示了一款名為Cassie的新型雙足機器人。Cassie與目前市面上主流的四足機器人不同,它的行走方式會更像人類。這種雙足行走的方式使Cassie能夠穿越各類地形,使它有機會在運送包裹、救援救災等工作上發揮重要作用。
一、為何市面上的機器人以四足為主
雙足機器人在研發上存在巨大的困難,相比於四足機器人,它們造價昂貴、平衡系統也更為複雜。
儘管如此,投入大量成本去研發雙足機器人依舊是值得的。科學界對機器人的一貫觀點是,要讓機器人能夠去往人類所能去的任何地方,勝任人類才能完成的工作,最好的方法便是製造一個雙足機器人。
二、Cassie機器人在實驗階段是否有良好表現?
機器人的“雙腳”要更好地跨越階梯,需要擁有對環境更全面的感知以及大量的計算模擬,這是開展機器人爬樓實驗的傳統方案。在這一點上,Cassie顯得有幾分與眾不同。
關於Cassie,有幾點重要的信息:Cassie是一名“瞎子”,這意味著它無法從圖像上感知它所要登上的階梯樣貌。不過視覺缺失並沒有影響Cassie對外界的感知,Cassie的觸覺反饋讓它知道自己和樓梯發生了怎樣的接觸。
缺乏視覺的Cassie在爬樓實驗的表現如何呢?Cassie表現得笨手笨腳,它會撞上欄杆、踩到腳趾;它不僅是在前進,偶爾也會倒退。但除此之外,Cassie沒有跌倒,一路上在磕磕碰碰的同時保持著繼續前行。最終,Cassie到達了它的目的地。
這是本項實驗激動人心之所在。現實世界不需要機器人擁有完美的“樓梯穿越系統”,需要的是面對各種各樣障礙,還能設法達到目的地的卓越表現。Cassie跌跌撞撞前進方式並不優雅,卻是十分實用的。
三、Cassie是如何掌握爬樓秘訣的?
俄勒岡州立大學關於Cassie的論文顯示,研究人員通過強化學習的方法,在每組8個樓梯的台階上對Cassie進行模擬訓練。
為了讓訓練過程從模擬向現實世界過渡,使Cassie更快地掌握爬樓秘訣,研究人員在實驗中加入了大量隨機運動物體。這些隨機物體干擾Cassie的正常運動,同時也幫助它對更複雜的現實世界有所認知。
四、Cassie是否比蒙眼的人更擅長攀爬樓梯?
研究人員西克曼(Siekmann)說道:“卡西是爬樓梯的超人。拍攝Cassie的過程中,我們在盯著機器人或拿著相機的時候,自己在樓梯上絆倒了。”這說明Cassie的行走能力可能不輸於蒙眼的人。
對此另一名研究人員格林(Green)解釋說:“當你訓練Cassie時,隨著時間的推移,它的學習算法會細化神經網絡,這使它能得到快速學習。”
五、除了爬樓,Cassie能做些什麼?
Cassie仿人類的雙足行走方式,使它在更廣闊的領域中大有可為。雙足行走讓它可以去往人類所能到達的大部分地方,實現救災和搜索救援。在生活中,Cassie有望在快遞業廣泛運用。
此外,敏捷機器人公司還計劃將Cassie運用於醫療領域,Cassie機器人可以為肢體缺失或運動困難者提供大量幫助。
結語:處於實驗階段的Cassie機器人,前景值得期待
儘管敏捷機器人公司是一家新公司,但其研發的Cassie機器人為人類在機器人領域的製造、研究積累了重要經驗。
Cassie目前仍處於實驗階段,雖然Cassie在距離將雜貨搬運到樓上還有很長一段路要走,但雙足機器人巨大的發展前景是值得被寄予厚望的。