Двоногий робот Кессі увійшов в історію: навчився бігати й подолав 5 км
Робот Кессі, створений в Університеті штату Орегон (OSU), увійшов в історію, подолавши дистанцію 5 км трохи більше ніж за 53 хвилини.
Кессі була розроблена під керівництвом професора робототехніки Джонатана Херста протягом 16 місяців за допомогою гранту в $1 млн від Агентства перспективних оборонних дослідницьких проектів Міністерства оборони США (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA).
Від появи Кессі у 2017 році, у співпраці з професором штучного інтелекту Аланом Ферном, студенти OSU, які фінансувалися Національним науковим фондом та програмою DARPA Machine Common Sense, вивчали можливості машинного навчання для робота.
Кессі стала першим двоногим роботом, який використав машинне навчання для керування ходьбою-бігом на відкритій місцевості, щоб пробігти 5 км територією кампусу Університету штату Орегон на одному заряді акумулятора і без прив'язі.
«Студенти Лабораторії динамічної робототехніки інженерного коледжу OSU поєднали досвід біомеханіки та наявних підходів до керування роботами з новими інструментами машинного навчання. Такий цілісний підхід дозволить досягти рівня продуктивності, подібного до тваринного. Це неймовірно захопливо»
Коліна робота згинаються, нагадуючи страуса. Він навчився бігати за допомогою так званого алгоритму навчання з глибоким підкріпленням. Біг вимагає динамічного балансування — здатності зберігати рівновагу під час зміни положення або перебуваючи в русі. Кессі навчилася неймовірно тонким коригуванням, щоб залишатися у вертикальному положенні під час руху.
«Кессі — дуже ефективний робот завдяки тому, як його спроектували та побудували, і ми справді змогли досягти меж можливостей обладнання та показати, на що він здатний»
Глибоке навчання з підкріпленням — це потужний метод у штучному інтелекті, який розвиває такі навички, як біг, стрибки та ходьба сходами вгору і вниз. Колись стабільно крокуючі роботи стануть звичним явищем, схожим на автомобіль. Обмежувальним фактором були наука й розуміння пересування на ногах, але дослідження Університету штату Орегон зробили кілька проривів.
ATRIAS, розроблений у Лабораторії динамічної робототехніки, був першим роботом, що відтворював динаміку ходьби людини. Слідом за ним з'явилася Кессі, після чого з'явився людиноподібний робот Agility Digit.
Херст заявив: «У не дуже далекому майбутньому кожен побачить роботів і взаємодія з ними відбуватиметься в багатьох місцях повсякденного життя, роботів, які працюють разом із нами і покращують якість нашого життя». За його словами, окрім логістичної роботи (наприклад, доставка посилок), двоногі роботи врешті-решт матимуть інтелект і безпеку, щоб допомагати людям у їхніх власних домівках.
Кессі часто порівнюють зі страусом через її ходу та ноги. У робота є три ступені свободи в стегнах і потужні, гнучкі щиколотки, але коліна згинаються лише в один бік. Усе це створює не лише природну ходу, а й спосіб керування, подібний до нашого власного. Як і у випадку з ATRIAS, швидке й обережне розміщення стоп робить Кессі стійкою до ковзання, спотикання і випадкових зловмисних дій аспірантів.
Усе шасі дуже легке і спроектоване так, щоб природно поглинати удари, як ми робимо це під час ходьби. Однак робот достатньо міцний, щоб не потребувати ременів безпеки на випадок падіння. Це вражає для бота, створеного з нуля за не надто довгий проміжок часу.
Протягом 5 км, які Кессі пробігла за 53 хвилини і 3 секунди, стався скид часу на 6,5 хвилини після двох падінь — одне через перегрів комп'ютера, друге через те, що роботу наказали виконати поворот на надто високій швидкості.
Сама по собі Кессі слугує основою для робота-кур'єра Agility Robotics Digit. Інженери Університету штату Орегон змогли навчити Кессі на тренажері, щоб вона могла підніматися і спускатися сходами без використання камер і лідарів.
Однак двоногі пристрої — непроста справа. Їхньою великою перевагою є те, що вони можуть легко переміщатися просторами, призначеними для людей — сходами та вузькими коридорами. Але дві ноги означають, що вони за своєю природою менш стійкі, особливо порівняно з чотириногими роботами, такими як у Boston Dynamics.
Команда розробників Кессі впевнена, що це може скоро змінитися завдяки новим методам глибокого навчання, які дозволять двоногим роботам розробляти нові методи стабілізації під час руху. Хто знає, може, колись ви побачите таких роботів на ранковій пробіжці.
Такі ефективні та надійні двоногі роботи, які можуть ходити туди, куди ходять люди, стануть благом для безлічі галузей промисловості, а також для виконання небезпечних робіт, таких як розвідка в зоні лиха або інспекція атомної електростанції.
