神奇！AI教會(huì )四條腿的機器人如何摔倒后爬起來(lái)

　　教機器人如何走路已經(jīng)不新鮮了，如果教機器人摔倒后如何站起來(lái)呢?近日，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)的研究人員在人工智能(AI)的幫助下，完成了這項不簡(jiǎn)單的任務(wù)。

　　在A(yíng)rxiv.org一篇新發(fā)表的論文“使用深度強化學(xué)習的四足動(dòng)物機器人的強健恢復控制器”中，他們描述了幫助機器人在絆倒和摔倒后從地上爬起來(lái)的人工智能系統。

　　研究人員在報告中寫(xiě)道：“在摔倒的情況下，動(dòng)物表現出從任何姿勢中恢復過(guò)來(lái)的非凡能力，它們可以通過(guò)擠壓周?chē)h(huán)境和擺動(dòng)四肢來(lái)獲得動(dòng)力。在有腿的機器人中擁有類(lèi)似的能力，將顯著(zhù)提高它們對失敗的穩健性，并擴大它們在惡劣環(huán)境中的適用性。我們在目前的工作中，通過(guò)開(kāi)發(fā)一個(gè)四足機器人的穩健恢復機動(dòng)控制策略來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題?！?/p>

　　他們的模型采用了一種名為深度強化學(xué)習的人工智能訓練技術(shù)，該技術(shù)使用一種獎勵機制來(lái)驅使探員朝著(zhù)特定的目標前進(jìn)，并控制機器人的恢復動(dòng)作。通過(guò)四種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )策略，即研究人員在模擬環(huán)境中分別對它們進(jìn)行了訓練，再將它們部署在一個(gè)名叫ANYmal，有四條腿，如小狗一般大小，并且擁有12個(gè)自由度的機器人上。

　　控制器組件根據最近的觀(guān)察、命令、先前選擇的行為類(lèi)型和先前的動(dòng)作等因素，為機器人的給定情況選擇三種行為之一——移動(dòng)、站立或自扶正，另外一個(gè)模塊則是高度估計器，測量了它的基礎高度，以防止機器人偏離軌道。

　　研究人員說(shuō)，人工智能驅動(dòng)的策略消除了手工制定恢復規則和序列的需要，相對于許多流行的控制方案具有優(yōu)勢。此外，結果被證明是非常欣喜的，因為它們能夠處理不可預知的情況，比如機器人的腿卡在底部以下。

　　初步結果令人鼓舞，在機器人開(kāi)始躺下的50次測試中，自我糾正策略在5秒內成功恢復。此外，即使機器人的底座幾乎是倒立的，腿被卡在下面的時(shí)候，它也能成功，有時(shí)它會(huì )在嘗試站立之前，指令機器人側翻。

　　在第二項實(shí)驗中，研究人員在任何動(dòng)物行走或站立時(shí)踢它，這項政策成功恢復了47次，只有當機械四足動(dòng)物的關(guān)節位置異常高時(shí)才會(huì )失敗。研究人員承認，該系統只在平地上訓練和測試過(guò)，這意味著(zhù)它在面對陡峭的斜坡或崎嶇的地形時(shí)很可能會(huì )失敗。但在未來(lái)的工作中，他們計劃通過(guò)隨機模擬環(huán)境來(lái)解決這一限制。