新型“盲人”机器人无需传感器,全凭“感觉”,能上下楼梯

传感器网CGQ.BZ · 2021-05-26 11:31:07 · 480次浏览

对于大多数人来说,眼睛是居家旅行必备。但盲人可能需要依靠多方位感知,比如听觉等。这如果换算到机器人身上,就意味着安装各种传感器,给予它们“视觉”。

可是,盲人没有视觉可以继续生活,机器人要是没了“视觉”,还能正常工作吗?

在机器人界,流传着这么一句话,你们人类做得到的事,我们机器人也都能做到。于是,这个由俄勒冈州立大学动态机器人实验室于2017年完成的“盲人机器人”Cassie就诞生了。

Cassie到底有多“盲”呢?

研究人员表示,Cassie在爬楼梯的时候,没有使用任何计算机视觉或传感器技术,而是完全依赖于Cassie的“本体感受”或身体意识,向上或向下移动,就像人类一样。

在俄勒冈州立大学,“盲人”Cassies进行了上下楼梯、在不平坦路面行走的训练,结果显示,在10个试验中,Cassies上楼梯的成功率是80%,下楼梯的成功率达到了100%。

最近发表于ARXIV上发布的一篇论文中,研究人员解释到,Cassie可以在楼梯上测试前,工程师们对其进行了虚拟培训 ,使用了一种称为“从模拟到真实的强化学习”技术(sim-to-real reinforcement learning)。

更靠近人类行走模式的Cassie机器人

研究人员表示,机器人爬楼梯已经不是什么新鲜事儿了,只要给机器人安装上摄像机,利用计算机视觉,机器人也能和人类一样上下楼梯自如。但现实情况并非总是如此理想,比如在灯光昏暗的时候,输入的视觉数据可能就不是最优解。因此,他们希望开发Cassie这种仅使用“本体感受”或身体意识,来行走或者上下楼梯的机器人,也就是说,更靠近人类行走的方式。

用于训练的楼梯是随机的。每组楼梯有1到8个单独的台阶,每级台阶的高度在10厘米到21厘米之间,或24厘米至30厘米之间。小量的噪音(±1厘米)被加入到系统中,这样台阶就不会完全统一。

在这样的情况下,研究人员仍然发现,Cassie可以轻而易举地上下楼梯,尽管下楼梯的时候会出现两步并作一步的情况,但就整体表现和其平稳程度来看,都是相当值得鼓励的。在俄勒冈州立大学的一小段阶梯的实验中,Cassies上下楼均有不俗的表现,在10次反复测试中,Cassies上楼梯的成功率是80%,下楼梯的成功率达到了100%。

研究人员表示,据他们所知,这是双足人型机器人的第一个控制器(controller),其能很好地支持机器人通过“本体感受”穿越于现实世界的楼梯及其他类似的干扰中。

当然,Cassie也存在一些限制,比如它需要保持恒定的速度,如果在楼梯上太快或太慢,都会让机器人不知所措。

该小组写道:“这项工作证明了‘盲人机器人’惊人的运动能力,但也留下了问题,即它们的极限在哪。”

文章推荐: