資訊科技

新好友機器狗

藉由電腦模擬可加快四足機器人學習新技能。

撰文/哈森(Matthew Hutson)
翻譯/宋宜真

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新好友機器狗

藉由電腦模擬可加快四足機器人學習新技能。

撰文/哈森(Matthew Hutson)
翻譯/宋宜真


要把行走、跑步和抓握等技能,編寫到機器人的程式裡十分不易,研究人員因此希望機器人能自行學習。為了減少真實機器人以試誤法來學習所造成的損耗,研究人員正在開發機器人的模擬程式,並把模擬程式學到的技能資訊輸入真實的硬體。新研究以真實機器人的資料改良這些模擬程式,關閉了反饋迴路,機器人的行動速度和靈活度因此大幅提升。


蘇黎士瑞士聯邦理工學院的機器人專家正在研發四足機器人ANYmal,他們以人工神經網路(師法人類大腦所開發出的技術)來增強演算能力。當機器人在真實世界中摸索時,人工神經網路會學習它們的特殊習性,研究人員把這些資訊輸入模擬程式,能更準確地模擬四足機器人,從而獲得更有效率的技能資訊。他們發表於今年1月《科學.機器人學》(Science Robotics)的論文寫道,ANYmal在實驗中以超前25%的速度打破先前的慢跑紀錄;而且它被推了一把之後可以自行平衡,翻覆後也能重新站立。


蘇黎士瑞士聯邦理工學院成立了ANYbotics公司,從該公司購得ANYmal。ANYmal關節中的馬達有類似肌腱的彈簧,可吸收衝擊、儲存能量並提供感官反饋;每條腿都有三具馬達,皆可互換。協助開發模擬程式來訓練機器人的機器人專家皇甫齊旼(Jemin Hwangbo)表示,發明這種機器人為的是救援行動和檢查石油鑽井平台,它防塵、防水的軀體裡搭載沉重的電腦,可以爬上樓梯、穿過隧道,而克夫拉纖維構成的腹部保護它從半公尺高落下還能正常運作。


其他研究人員正在開發的四足機器人也不輸給ANYmal。2008年,波士頓動力學公司吵雜的燃油動力「大狗」(BigDog)以古怪姿勢行走艱險地形而引人注目,較新版的「小斑」(SpotMini)則重25公斤。美國麻省理工學院(MIT)的機械工程師金尚培(Sangbae Kim,音譯)表示,小斑配備了世界上最先進的演算法,能繞過障礙物。該公司計畫今年開始銷售小斑,可協助建築工程和居家服務等工作。小斑頂部的連接埠能讓使用者裝上工具,例如可以拿取飲料與清洗餐具的五公斤機械手臂。狗真是人類最好的朋友。


金尚培的團隊在MIT建造了40公斤重的四足機器人「獵豹3」(Cheetah 3),他說這種機器人的移動方式比等重的四足動物更有效率,在相同大小的有足機器人之中,它具有最強大的關節。獵豹3是從無到有研發出來的,能產生與汽車引擎相同的扭力,關節還可以產生能量,妥善處理衝擊。金尚培指出,獵豹3的速度不及前一款獵豹2(每小時可跑23公里),但可以不倚賴相機視覺向後空翻(至少在理論上)、爬樓梯和跨越障礙物。獵豹3是研究用途,所以別指望很快就可以買到。