Вездеходный робот учится ходить по разным поверхностям и эволюционирует после падений

Разработка норвежских инженеров из Университета Осло кажется весьма странной. Четвероногий робот DyRET выглядит абсолютно неуклюжим, когда изо всех сил пытается пройтись по новой для него поверхности и не упасть. Но так кажется только на первый взгляд. Постепенно движения устройства становятся всё более уверенными: DyRET начинает передвигаться медленно, но всё более и более умело.

Всё дело в том, что устройство учится, как ходить по различным поверхностям и обучается оно на своих ошибках, своего рода эволюционируя с каждым новым шагом.

Такой навык помогают DyRET адаптироваться к пространству и его изменениям, пишет издание WIRED.

Робототехники по всему миру пытаются решить проблему ориентации устройств в пространстве. И, например, двуногий Cassie или четвероногий SpotMini (недавно мы сообщали о его новых достижениях) кажутся более совершенными по сравнению с DyRET.

Между тем инженеры уверяют: несмотря на кажущееся несовершенство, DyRET уже стал сенсацией в мире современной робототехники. И с каждым новым шагом DyRET мир приближается к настоящим вездеходным роботам.

Как уже отмечалось выше, DyRET является интеллектуальной машиной, адаптирующейся к окружающей среде. Робот способен самостоятельно контролировать свои движения.

Поясним, что обычно роботы передвигаются по заранее закодированным инструкциям. DyRET учится ходить по определённой поверхности, скажем, ковру или даже льду, за счёт метода проб и ошибок. Он приспосабливается к новой окружающей среде (каждый раз разной) благодаря специальным алгоритмам и роботизированным конечностям. Последние автоматически укорачиваются и удлиняются, чтобы изменить центр тяжести робота.

Когда инженеры устанавливают робота на какую-либо поверхность, робот начинает "ощупывать" местность быстрым и неуклюжим топтанием на месте. DyRET пробует использовать различные по длине шаги, и в результате порой может даже потерпеть неудачу и упасть.

Но это и хорошо. Датчик движения DyRET вычисляет, насколько стабильна каждая походка. Он выбирает, какая длина конечностей, угол их сгибания и какой шаг обеспечат наибольшую стабильность роботу. Устройство запоминает это, а затем применяет на практике.

Подобное новшество называется эволюционной робототехникой (evolutionary robotics), и это потенциально может помочь машинам самостоятельно освоить новую местность, не требуя технической поддержки. Например, если речь идёт об изучении других планет, сигнал с Земли до которых может идти очень долго.

Проще говоря, инженерам, помещающим DyRET в новую окружающую среду, не нужно будет детально программировать робота, чтобы сделать его более приспособленным для, скажем, скользкой поверхности. Аппарат самостоятельно адаптирует свой способ передвижения.

"Робот не знает, что мы изменили поверхность. Он просто пытается идти как можно быстрее и стабильнее, учитывая ситуацию, в которой он находится", — говорит Тённес Нюгорд (Tønnes Nygaard) из Университета Осло.

Чтобы бот мог изменять не только своё поведение, но и конструкцию, каждая из его четырёх конечностей может удлиняться примерно на 12 сантиметров. Попадая на снег, робот научился укорачивать "ноги", чтобы оптимизировать передвижение. (Оно должно быть одновременно стабильным и не слишком медленным.)

Отмечается, что длинные и быстрые шаги – идеальная "походка" робота, помогающая ему эффективно перемещаться на дальние расстояния. Но, по мере того как батарея садится, он начинает укорачивать свои ноги, дабы не тратить много энергии. Робот попытается компенсировать изменения, перемещаясь более быстро на более коротких конечностях.

Проще говоря, система адаптируется к и изменениям местности, и к изменениям в себе, например, к разряду аккумулятора.

"Когда у него [робота] много энергии, у него более длинные конечности. Когда же батарея разряжается, он их укорачивает, но при это старается увеличить скорость передвижения", — говорит Нюгорд.

Человек не может постоянно следить за работой роботов, если речь идёт о внедрении их в общество людей. С этой целью инженеры пытаются обучить ботов самостоятельно справляться с каждой ситуацией, в которую они попадают.

Создатели DyRET считают, что их робот сможет работать в качестве посыльного. Одной из главных проблем предыдущих моделей роботов-курьеров являлись резкие изменения в поверхности, из-за чего машины "терялись" и нуждались в помощи со стороны человека, которому приходилось постоянно наблюдать за их работой. Новый робот потенциально не будет иметь подобного недостатка.

К слову, ранее инженеры наделили насекомоподобного робота сверхскоростной походкой наперекор законам природы. Также авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о таракане-роботе с круглым панцирем, который легко преодолевает возникающие на пути препятствия.