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解锁新技能,揭秘波士顿动力Atlas如何成为超级网红机器人

首发且原创 时间:12-12 11:40 阅读:14255次 来源:创客星球

摘要:大家还记得那个在各种测试中被花样“虐”机的Atlas吗?对于机器人爱好者而言,可以说是看着它长大的。这款人形机器人来自波士顿动力公司。

Atlas正在不断地进化

它变得越来越像人类

大家还记得那个在各种测试中被花样“虐”机的Atlas吗?对于机器人爱好者而言,可以说是看着它长大的。这款人形机器人来自波士顿动力公司

这家喜欢抢头条的科技公司尤其擅长于从人类和动物的动作中取经,让机器人变得腿脚灵活。作为旗下直立行走的军事机器人,Atlas不断接受波士顿动力公司对其进行改进设计。每一次升级都让人惊艳一次。

IHMC(Institute for Human and Machine Cognition)近日发布 Atlas 机器人最新视频,从中可以看到 Atlas张开双臂、踩踏在障碍物上,一边维持身体平衡、一边调整脚步继续前进,缓慢而稳定。

今年9月份,Atlas刚学会“金鸡独立”的动作,并能够保持独角站立20秒左右。其中最令人惊讶的部分可能不是平衡动作,而是机器人最终失去平衡,走下木板,使用的平衡和起身动作几乎与人类如出一辙。

新算法帮助Atlas技能升级,找到坚实的落脚点

时隔不过三个月,网红机器人又出来炫技了,这次它遇到的是复杂棘手的地形。网友称其练就“踩梅花桩”的功力,也就意味着它能一路追你到天涯海角,即便是燃烧的碎石和激流的河道也不在话下。

虽然上面的形容有夸大的成分,但最近Atlas确实有了较大提升,借助佛罗里达理工学院人类和机器人认知研究人员开发的算法,虽然有些踉踉跄跄,但它能做出许多此前不敢想象的动作了。

“机器人通过尝试转换脚上的压力来与地面情况进行交流,推断可用的立足点’。”研究员解释道。

征服复杂的地形,改善平衡力是难点

在迈步前,机器人根据脚上搜集到的信息来确定它应该如何移动自己的脚,然后它移动和使用上身角动量,包括手臂挥动来维持和恢复平衡。

Atlas 并没有预先知道它面临的地面的信息。在测试中,它能够在带有边缘或者甚至是煤渣块角落的粗糙表面上行走。整个过程中,为了保持平衡研发人员将 Atlas 快速和动态的步伐与角动量结合了起来。

而其最大突破在于机器人无需使用集成传感器给地形建模了,一个算法就能搞定一切,就像是自动驾驶车辆甩掉了激光雷达和各种传感器。”研究所发言人解释道。

▎在自主平衡方面取得的突破

Atlas之所以能成为超级网红机器人,每次视频一经发布即引起业内外众多关注,绝不是因为它是一只萌态十足的机器人,值得注意的是其在自主平衡上取得的进步。双足人形机器人的运动稳定性一直是学术界研究的难题。

对于这些价值百万美元的机器人来说,由于平衡能力不足导致的摔倒动作可能会带来毁灭性的打击——仪器、电机和其他部件造成了严重损坏。因此,如何增加机器人的平衡能力,成为所有机器人公司所面临的最严峻的问题。

▎确保机器人安全地跌倒

从本次波士顿动力公司发布的视频来看,他们很好的解决了这个问题,公司创始人 Marc Raibert 说,关键在于他们的机器人可以通过快速移动、选择新的落脚点来实现动态平衡。

他们的工作“使腿式机器人能够在现实世界应用迈出了重要的一步”。当然,像人类一样,它不会总是正确的。但是研究人员已经开始研究如何确保机器人安全地跌倒,而不会破坏自己的电路板。

▎研发灵感从何而来

你一定不会忘记那只大狗机器人。Marc Raibert指出:当他的队伍开发一个四足机器人BigDog时,就开始思考怎样保护一个即将摔落的机器人。“我们的确摔坏过BigDog的一些腿,所以我们重新对BigDog编程。当出现摔倒时,就松动它四肢的连接处。我们现在做的机器人都会检测当他们失去平衡时,对应做出什么反应。”

▎从人类摔倒的行为中总结

佐治亚理工学院研究者们从人类摔倒的行为中总结出一种算法,让一个不平衡的机器人找出怎样扭曲它的身体,使得它能减小与地面的碰撞力。为了驱散摔倒的动力,这种算法会计算出机器人摔倒与地面产生的一系列接触点。他们用一个小的人形机器人BioloidGP来测试算法,用 Atlas来模拟实战。研究成员Karen Liu表示,还会基于人类的条件反射给机器人建立一套类似的神经系统。

Marc Raiber如今已经67岁了,他一生的梦想就是把双足或者四足机器人发展成一种超自然的状态——变成自然界的一种新生物。这或许是Raibert天生与Robot结下的不解之缘。试想未来是否真的有一天,你的生活可能会是和阿尔法围棋(AlphaGo)下围棋,跟机器狗遛弯,Atlas帮你搬重物、下楼取快递,甚至机器人给你看病、帮你驾驶汽车。

资料来源:inverse、daymail、机器之心、eefocus

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