Disney обучает роботов падать грациозно

Двуногие роботы, несмотря на свою сложность, зачастую не отличаются грацией при падении. Случайный толчок, спотыкание или препятствие могут привести к их падению, часто сопровождающемуся дорогостоящим повреждением хрупких компонентов, например, камер.

Чтобы решить эту проблему, исследователи из Disney Research в Цюрихе, Швейцария, разработали новую систему, которая гарантирует, что при падении робот будет приземляться мягко и изящно.

Существующие методы защиты роботов при падении не обеспечивают должного контроля и не минимизируют удар. Активаторы могут застывать, заставляя робота жестко удариться о землю, или, наоборот, становиться вялыми, что приводит к хаотичному кувырканию. Другие подходы полагаются на заранее запрограммированные сценарии падения, которые работают лишь при медленных движениях или простых падениях.

Решение на основе ИИ

В статье, опубликованной на препринт-сервере arXiv, исследователи описывают, как они использовали обучение с подкреплением для тренировки роботов безопасному и мягкому падению. Тысячи виртуальных роботов были отправлены в компьютерный симулятор для падения под всевозможными углами и с разных позиций.

За каждое падение виртуальные роботы получали вознаграждение за минимизацию силы удара и за контролируемое приземление в одной из заданных целевых поз. Постоянная обратная связь позволила роботам выработать общую стратегию для выполнения изящного падения, независимо от начальных условий.

В результате был сформирован набор правил (политика), который был применен к реальному двуногому роботу для испытаний. Команда выбрала 10 изящных конечных поз, разработанных художниками, а затем намеренно толкала или спотыкала робота палкой, заставляя его падать под случайными углами. После многократных падений робот не продемонстрировал видимых повреждений и оставался полностью функциональным. Он также последовательно выполнял контролируемые движения при падении, завершая их в заданных художниками позах.

«Наш метод обеспечивает плавное падение, защищающее наиболее чувствительные части робота, независимо от направления падения», — пишут исследователи в своей статье. «Это первый общий подход, демонстрирующий управляемое падение двуногого робота в реальном мире».

Дальнейшие шаги

Теперь команда Disney стремится развить этот прорыв, решая ряд задач. Среди них — тестирование их ИИ-стратегии на различных типах роботов, например, четвероногих машинах, чтобы определить ее универсальность. Кроме того, они хотят разработать способ предсказания падения роботом, поскольку текущая система активируется только после начала падения. Исследователи также хотели бы спроектировать механизм, позволяющий роботу грациозно вставать после падения.