تم تجهيز الروبوتات الحديثة أنظمة الحركة، ولكن تكييفها على التضاريس في العمل كانت دائما صعبة نقطة. قام العلماء من جامعة أوسلو في النرويج بتطوير نوع جديد من أربعة أرجل روبوت لهذا الغرض. متى يواجه الأسطح المختلفة، يمكن ضبط طول الساق والمشي مشية. هذا القدرة يمكن أن تحسن كفاءتها في مجال الطاقة والأداء غير المتوقع في بيئة.

1. تعرف على Dyret

يسمى الروبوت Dyret (معنى الحيوان " في النرويجية)، ومعروف باسم الأول أربعة أرجل الروبوت الذي يمكن أن يغير شكله تلقائيا وفقا لظروف مختلفة من خلال الاستخدام المختلط للأجهزة الاستشعار والكاميرات والذكاء الاصطناعي، يمكن للروبوت التعرف على وضبط ميكانيكيا طول الساقين عند مواجهة تضحارات مختلفة لضبط شكل الجسم وتحسين مشابه للتكيف مع الأسطح المحددة .

قال رئيس هذا البحث، Nijiade، إن هذا الروبوت يمكن أن يتعلم بشكل مستمر البيئة التي تمشي فيها، ثم الجمع بين المعرفة التي يكتسبها في بيئة تسيطر عليها للتكيف مع البيئة .

من المعلوم أن الباحثين قاموا أولا بتدريب الروبوت على المشي على الحصى والرمل والخرسانة، ثم ندعه يمشي على العشب الذي لم يتم تعيينه أبدا القدم على الرغم من وأشار الباحثون إلى أن هذا التضاريس الأكثر إثارة للزعجة، كما أشار الباحثون إلى أن أي شكل مختلف للأرض هو تحدي حقيقي جديد للأرجل الطويلة الروبوتات.

هذا كلب يشبه تشويه الروبوت يمكن استطالة ديناميكيا أربعة الساقين. أجرى الباحثون اختبارات في النرويج وأستراليا للمساعدة Dyret تعلم كيف لإطالة أو تقصير أطرافها للتكيف مع أنواع مختلفة من التضاريس. نغميار، عالم كمبيوتر في جامعة أوسلو ومعهد أبحاث الدفاع الوطني النرويجي، "في هذه المرحلة، من الممكن أن تأخذ الروبوتات في الهواء الطلق وتعلم كيفية التكيف مع بيئة. يمكن استخدام الذكاء الذي يعطون البشر لهم".

2. المجمع "التطور" الروبوتات رباعية

الحيوانات الأرضية ليس لها أطرافه تمتد، من المستحيل بيولوجيا في المقام الأول، وليس ضروري. بسبب ملايين السنوات من التطور أو الهيئات البشرية أو الفهود أو الذئاب لها مذهلة أجيليتي. هم يمكن مسح العقبات باستمرار أمام لهم خلال حركة الجري، ولكن وظيفة التوسع والانكماش المشترك هي لا.

أطرافه مطاط

من ناحية أخرى، يتطلب تطور الروبوتات أيضا بعض التعديلات. حتى سوبر معقدة آلات مثل الكلب الروبوت بقعة من ديناميات بوسطن لا يمكن التنقل في المجمع التضاريس. جعل أرجل روبوت تلسكوبية لا يمكن تحسين بهم الاستقرار متى التحرك على أسطح مختلفة، ولكن أيضا تحسين الطاقة كفاءة. المشي حول يستهلك الكثير من طاقة البطارية، والهز الروبوت قد يضر نفسها أو أشخاص قريب.

"أنا أعتقد أن وجود جسم قابل للتعديل هو فكرة جيدة بشكل خاص"، قال فرانسيسكو فاليرو . Cuevas، وهو مهندس في جامعة جنوب كاليفورنيا، الذي شارك في تطوير الروبوتات. "التكنولوجيا يكرر باستمرار، والجسم القابل للتعديل يجعل الروبوتات المستقبلية أكثر مرنة".

Nigard . و له قام الزملاء أولا بإنشاء حرفيا رمل تجريبي للسماح Dyret لتلقي التوازن التدريب. في المختبر، هم مملوءة صناديق طويلة مع الأسمنت والحصى والرمل، تمثل التضاريس المختلفة التي قد يجدها الروبوت في العالم الحقيقي. الخرسانة مسطحة نسبيا، ولكن الرمال مليئة بعدم اليقين، كل خطوة الروبوت الساقين سوف الميل أو بالوعة. الحصى هو مادة سطح صعبة، لكن الحصى سوف تتحرك، صنع Dyret's خطى مذهل. Nijad . سعيد: "من خلال ثلاثة أمثلة من التضاريس مع صلابة مختلفة وخشنة، يمكن أن يكون تمثيلا جيدا لنموذج الروبوت أو التفاعل العام بين الجسم والبيئة "

مواد أرضية مختلفة لتدريب رصيد الروبوت في المختبر

Dyret يحتوي الروبوت على أربع أرجل ومقبض في الأعلى للباحثين على فهم. الروبوت الساقين يمكن أن توسع ما مجموعه 6 بوصات، ولكن يمكن أن تمتد في اثنين المواقف: "عظم الفخذ" فوق الركبة و "Tibia" أسفل الركبة. هذا يسمح للجهاز بتعيين أقسام الساق في أطوال مختلفة. for . مثال، يمكن أن تمتد الأطراف لجعل عظم الفخذ لفترة أطول والاكيبية أقصر، والعكس يمكن للباحثين ضبط هذه التكوينات، وضع Dyret في كل تضاريس، اجعلها تتحرك مثل كلب أو قط، ثم احسب الكفاءة في كل التضاريس.

أكثر تحديدا، يرى الباحثون "حركة التكلفة" ككفاءة، وهي نفس المقياس المستخدم من قبل علماء الأحياء متى مراقبة الحيوان الحركات. أساسا، هذا هو كيف الكثير من الطاقة مخلوق أو روبوت يستهلك لتنفيذ سلوك التحرك. يتم ترميز جميع صنعة واستقرار المشي جميعها في الكمبيوتر، وهو أمر مهم للغاية بالنسبة للروبوتات باهظة الثمن مثل Dyret.

قام الباحثون بقياس استهلاك الطاقة في محركات الروبوت المفاصل واستخدمت كاميرا لمراقبة حركة. الروبوت لديه أيضا خاص به استشعار العمق الكاميرا لوصف خشونة السطح. for . مثال، وقد لوحظ أن الخرسانة أكثر سلاسة الحصى. يمكن للجهاز حتى اغتسال أصابع القدم في الماء، إذن من تحدث: يوفر استشعار القوة على القدم معلومات أن الرمال أكثر ليونة من ملموسة؛ الكاميرا واستشعار القوة معا توفير Dyret مع رؤية معقدة لمراقبة عملية المشي والتشغيل كفاءة.

متى يكتشف الروبوت أنه ينتقل من الخرسانة إلى الحصى، ويمكن أن ينظر إليه لخفض ارتفاعه

وجد الباحثون أن متى المشي على الخرسانة، وال روبوت لديه أرجل أطول وهو الأكثر كفاءة. في الرمال، طالما أن الشواية قصيرة، فيمكن أن تمتد فعليا أي عظم الفخذ . على الحصى، Dyret's الجسم العام أقصر وأداء جيدا، مما يجعل بالمعنى: مركز الثقل السفلي سيجعل الروبوت أكثر استقرارا متى التسلق على الصغيرة الصخور. بشكل عام، تسمح الأرجل الأقصر للروبوت بتطبيق المزيد من القوة على الخطوة على مواد خشبية، بينما يمكن للساقين أطول تزيد من سرعة المشي على أكثر سلاسة المواد.

جميع هذه تقدم الدورات التدريبية الروبوت بتجربة كيفية لتنسيق أفضل تكوين الأطراف لسطح معين . لذلك، متى الباحثون يأخذون فيما بعد Dyret إلى التضاريس الأخرى، يمكن للروبوت أن ينظر إلى الأرض مع الكاميرا والكائنات المعيشية تحت أقدامها من خلال مستشعر القوة، ومقارنة هذه البيانات مع المعلومات السابقة حول كيف تبدو الخرسانة و شعور. ثم، والروبوت يعرف كيف المشي على الطريق، وضبط طول الخطوة، وتحقيق أعلى كفاءة .

Dyret . يمكن حتى التكيف مع العشب التضاريس. في البداية، كان أدائها غير مستقر للغاية، ولكن قريبا، كان قادرا على فهم أشكال الجسم التي تؤدي بشكل أفضل والتكيف مع البيئة الجديدة .

3. في المستقبل، دع الروبوت التصور التكيف مع جسمها

نظرا لأن تقنية تعلم الروبوت تصبح أكثر تعقيدا، في السنوات العشر الماضية أو نحو ذلك، يتم استخدام خبراء الروبوتات لتدريب الروبوتات الرباعية في محاكاة. بمعنى آخر، يجب علينا أولا تدريب البرنامج الذي يتحكم في الروبوت في العالم الظاهري في هذا العالم الافتراضي، يمكن للروبوت المحاكاة إجراء آلاف محاولات المشي والتعلم من خلال المحاكمة و خطأ. النظام يعاقب الأخطاء والمكافآت العمليات الناجحة حتى الروبوت الظاهري يتعلم الأفضل السلوك. هذا هي تقنية تسمى التعزيز التعلم. يمكن ل خبراء الروبوت بعد ذلك زرع هذه المعرفة في العالم الحقيقي الروبوتات والمشي آلات.

بالإضافة إلى ذلك، فإن التكنولوجيا لديها مشكلة "محاكاة إلى واقع" الانتقال: تعقيد العالم المادي لا يمكن تكون محاكاة تماما في البيئة الافتراضية، وبالتالي فإن المعرفة التي تم الحصول عليها من خلال المحاكاة لا تتطابق دائما مع العالم الحقيقي، مما يعني أن الروبوت الفعلي قد يكون له فهم غامض للبيئة المحيطة .

في المقابل، ما هي هذه باحثون يفعلون مع Dyret هو تدريب الروبوتات في العالم الحقيقي . من . بالطبع، هذا يجلب أيضا التحديات: سرعة التعلم للروبوتات المشوهة أبطأ بكثير، وقد تضررت كثيرا من قبل السقوط. كايل . Gretel، عالم الكمبيوتر في جامعة أوسلو، "العوامل مثل الاختلافات التضاريس تجعل التلاعب الفعلي أصعب بكثير من انها الأصوات. لا يوجد مسار لمتابعة، ومن الصعب تحقيقه من خلال محاكاة ".

التحدث بموضوعية، حركة Dyret لا يزال بطيئا، خاصة عندما مقارنة مع الروبوتات الرباعية المتقدمة مثل بقعة. for . مثال، يستغرق 90 ثانية للتمديد أو العقد بالكامل في الروبوت الساقين. لكن الباحثين يأملون في ذلك Dyret's يمكن تحسين الخوارزميات والأجهزة الأساسية في نفس الوقت، وربما يمكن أن تستخدم الروبوتات الشهية الأخرى في يوم واحد من هذا النوع من النظام. في الواقع، في مختبر الروبوتات، فإن الفكرة الأكبر تتمثل في عمل الأجهزة والبرامج معا بحيث يمكن للروبوت أن يرى أفضل التضاريس والتكيف مع جسمه و هذا سيجعل تقنية الروبوتات أخيرا شعبية.