來源:智東西
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,相比于四足機器人,它們造價昂貴、平衡系統也更為復雜。
盡管如此,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,最好的方法便是制造一個雙足機器人。
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。
關于 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。不過視覺缺失并沒有影響 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,它會撞上欄桿、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 跌跌撞撞前進方式并不優雅,卻是十分實用的。
三、Cassie 是如何掌握爬樓秘訣的?
俄勒岡州立大學關于 Cassie 的論文顯示,研究人員通過強化學習的方法,在每組 8 個樓梯的臺階上對 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,同時也幫助它對更復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于蒙眼的人。
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 能做些什么?
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 運用于醫療領域,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:處于實驗階段的 Cassie 機器人,前景值得期待
盡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制造、研究積累了重要經驗。
Cassie 目前仍處于實驗階段,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。