機(jī)器人可能很快就能體驗(yàn)到類似的功能

在人群擁擠的地方散步時(shí)，人們通常不會(huì)考慮我們?nèi)绾伪苊馀龅奖舜?。我們的目的是使用一系列?fù)雜的技能來(lái)執(zhí)行這些看似簡(jiǎn)單的動(dòng)作。

現(xiàn)在，感謝德克薩斯大學(xué)奧斯汀分?？瓶死谞柟こ虒W(xué)院的研究人員，機(jī)器人可能很快就能體驗(yàn)到類似的功能。航空航天工程與工程力學(xué)系副教授Luis Sentis和他的人體中心機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)成功地展示了一種在人造機(jī)器人中實(shí)現(xiàn)人類平衡的新方法。

他們的方法對(duì)從緊急響應(yīng)，防御到娛樂(lè)等所有事物中使用的機(jī)器人都有影響。該團(tuán)隊(duì)將于本周在2018年智能機(jī)器人和系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議(IROS2018)上展示他們的工作，這是機(jī)器人領(lǐng)域的旗艦會(huì)議。

通過(guò)將關(guān)鍵的人體動(dòng)態(tài)技能維持全身平衡轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)方程式，該團(tuán)隊(duì)能夠使用數(shù)值公式對(duì)他們的機(jī)器人Mercury進(jìn)行編程，這是在六年的時(shí)間內(nèi)建造和測(cè)試的。他們計(jì)算了一般人失去一個(gè)平衡所需的誤差幅度，并且當(dāng)走路成為一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字 - 2厘米時(shí)，他們會(huì)失敗。

“從本質(zhì)上講，我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種技術(shù)來(lái)教導(dǎo)自主機(jī)器人如何在意外擊中時(shí)保持平衡，或者在沒(méi)有警告的情況下施加力量，”Sentis說(shuō)。“這是我們?cè)谌巳褐薪?jīng)常使用的一種特別有價(jià)值的技能。”

Sentis表示他們的技術(shù)已經(jīng)成功地動(dòng)態(tài)平衡了兩個(gè)沒(méi)有腳踝控制和全人形機(jī)器人的兩足動(dòng)物。

對(duì)于沒(méi)有腳踝控制的機(jī)器人來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)的人體運(yùn)動(dòng)要比配備有驅(qū)動(dòng)或關(guān)節(jié)腳的機(jī)器人更難實(shí)現(xiàn)。因此，UT奧斯汀團(tuán)隊(duì)使用了一種高效的全身控制器，該控制器通過(guò)集成接觸一致的旋轉(zhuǎn)器(或扭矩)而開(kāi)發(fā)，該旋轉(zhuǎn)器可以有效地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，以通知機(jī)器人關(guān)于碰撞的最佳可能移動(dòng)。他們還應(yīng)用了一種數(shù)學(xué)技術(shù) - 通常用于三維動(dòng)畫，以通過(guò)動(dòng)畫角色(稱為反向運(yùn)動(dòng)學(xué))以及低級(jí)電機(jī)位置控制器實(shí)現(xiàn)逼真的動(dòng)作。

水星可能是根據(jù)其創(chuàng)造者的特定需求量身定制的，但從理論上講，在我們對(duì)人類運(yùn)動(dòng)的理解中支撐這種技術(shù)的基本方程普遍適用于任何類似的人工智能(AI)和機(jī)器人研究。

像在Sentis實(shí)驗(yàn)室中開(kāi)發(fā)的所有機(jī)器人一樣，兩足動(dòng)物是擬人化的 - 設(shè)計(jì)模仿人類的運(yùn)動(dòng)和特征。

“我們選擇在我們的實(shí)驗(yàn)室中模仿人體運(yùn)動(dòng)和身體形態(tài)，因?yàn)槲蚁嘈湃斯ぶ悄茉O(shè)計(jì)與人類相似，這使得技術(shù)更加熟悉，”Sentis說(shuō)。“反過(guò)來(lái)，這將使我們對(duì)機(jī)器人行為更加滿意，我們?cè)侥苈?lián)系起來(lái)，就越容易認(rèn)識(shí)到人工智能有多大潛力可以改善我們的生活。”

該研究由海軍研究辦公室和UT與Apptronik Systems合作資助，該公司是Sentis的聯(lián)合創(chuàng)始人。