双足机器人首次完成户外5公里跑,无安全辅助条件53分钟跑完全程( 二 )


双足机器人首次完成户外5公里跑,无安全辅助条件53分钟跑完全程
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(来源:Agility Robotics)
对于此次成绩 , 浙江之江实验室 PI 研究员、前本田技研先端中心研究员、大阪大学博士 & 特聘研究员付春江告诉 DeepTech , 对能耗的追求其实在美国 DRC 机器人挑战赛中就已初见端倪 , 相比传统的刚体机器人比如 ASIMO 和 ATLAS , 斯坦福研究院的 SRI 的 DURUS 在更早之前、就已实现较长时间的行走 。
而此次 Cassie 把双足机器人的节能性推到了新高度 。举例来说 , 智能手机之所以成为日用品 , 就是起码能保证一天一充电 。其实 , 之前 Cassie 已实现连续工作数小时 , 只不过那时它采用的控制方法需要限制步幅 , 即仍然停留在行走这种方式 。
而此次的 5 公里 , 是在慢跑步态下实现的 , 确实更具冲击力 。不同于全地形和全身动作 , 行走的学习控制核心思路也没有慢跑的复杂 。而从俄勒冈州立大学 ICRA2021 的控制框图可以看到 , 在承担主要非线性、非连续动力学任务时 , 仍是让降维模型的稳定周期运动来作为步态库 , 去对控制策略网络进行引导 。
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图 | 俄勒冈州立大学 ICRA2021 的控制框图(来源:资料图)
付春江指出 , 相比之前纯粹的强化学习 , 这可省去不少训练量 。当然 , 全步态学习包括跑步有着更复杂的无模型学习方法、回报设计、系统调参和软硬件迁移 , 但主要还是依赖大规模仿真数据 。
该团队于 2021 年发表的一篇论文指出 , 周期回报组合设计是其关键 。此外如下图所示 , 该研究还用到了 LSTM 网络和 PPO 训练方法 。
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图 | LSTM 网络和 PPO 训练方法(来源:资料图)
付春江表示 , Cassie 此次实现 5 公里慢跑 , 是抗扰柔性硬件结构、调试数据、经验的积累、以及强化学习的综合积累结果 。
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(来源:Agility Robotics)
Cassie 的 “妹妹” Digit 更具实用性
目前该公司还研发了 Digit 机器人 。据悉 , Digit 上身集成了传感器和两个 4 自由度臂 , 还有一个用于额外计算和自定义负载集成的托架 。
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图 | 研究团队和 Digit(来源:Agility Robotics)
它的实用性更强 , 只需少量额外编程即可执行简单的任务 。据介绍 , Digit 于 2018 年开始开发 , 并于 2020 年中期推向市场 。Digit 具有稳健的步行和跑步步态 , 具备爬楼梯、以及自主导航的感知能力 。
目前 ,Digit 已可用于搬运包裹 。
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图 | Digit(来源:Agility Robotics)
即便遇到台阶 , 它仍可以搬着包裹上去 。
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图 | Digit(来源:Agility Robotics)
赫斯特曾表示 , 该公司正在和福特公司合作 , 主要想解决最后一公里问题 。Digit 的独特设计让它可以被折叠 , 平时放在汽车后备箱即可随车携带 , 一旦车辆到达目的地 , 就可让 Digit 抓取包裹、并执行交付过程的最后一步 。