卡耐基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院和加州大學(xué)伯克利分校的研究人員設(shè)計(jì)了一種機(jī)器人體系，使一個(gè)低成本、腿相對(duì)較小的機(jī)器人可以正在靠近其高度的處所高低樓梯，可穿越巖石、濕滑、不服、峻峭和多變的地形?？捎庠进櫆?、剝落巖石和路緣石，乃至可以正在烏烏暗事情。
機(jī)器人研究所助理傳授Deepak Pathak示意：“給予小型機(jī)器人爬樓梯和處置各類(lèi)環(huán)境的才能，關(guān)于開(kāi)發(fā)在人們家庭中和搜救舉措中有效的機(jī)器人至關(guān)重要。這個(gè)體系發(fā)明了一個(gè)壯大且適應(yīng)性強(qiáng)的機(jī)器人，能夠履行很多平常義務(wù)?！?/p>
該團(tuán)隊(duì)讓機(jī)器人進(jìn)行了測(cè)試，正在不平坦的樓梯和大眾公園的山坡上測(cè)試它，挑釁它跨過(guò)踩石和潤(rùn)滑的外觀，并規(guī)定它爬樓梯，由于它的高度相當(dāng)于人類(lèi)跳過(guò)阻礙。該機(jī)器人依附其視覺(jué)和一臺(tái)小型機(jī)載計(jì)算機(jī)快速順應(yīng)并控制具有挑釁性的地形。
研究人員正在一個(gè)模擬器頂用4000個(gè)克隆的機(jī)械人練習(xí)機(jī)械人，正在那里他們正在挑戰(zhàn)性的地形上操練行走和攀爬。模擬器的速度許可機(jī)械人正在一天內(nèi)得到六年的經(jīng)歷。模擬器還將練習(xí)過(guò)程中學(xué)到的活動(dòng)技術(shù)存儲(chǔ)正在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，研究人員將其復(fù)制到實(shí)在機(jī)械人上。這類(lèi)要領(lǐng)不需要對(duì)機(jī)械人的活動(dòng)舉行任何手動(dòng)工程——這與傳統(tǒng)要領(lǐng)差別。
絕大多數(shù)機(jī)器人體系運(yùn)用相機(jī)來(lái)建立周?chē)h(huán)境的輿圖，并在實(shí)行之前運(yùn)用該輿圖來(lái)計(jì)劃挪動(dòng)。這一歷程很慢，并且因?yàn)橛痴针A段固有的含糊性、沒(méi)有準(zhǔn)確性或誤會(huì)，往往會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而危害后續(xù)的計(jì)劃和挪動(dòng)。測(cè)繪和計(jì)劃在專(zhuān)注于高水平節(jié)制的體系中很有效，但并沒(méi)有老是合適低水平技術(shù)的靜態(tài)需求，例如果在具有挑戰(zhàn)性的地形上行走或跑步。
新系統(tǒng)繞過(guò)了映照和計(jì)劃階段，直接將視覺(jué)輸入路由到機(jī)器人的掌握。機(jī)器人看到的器材決意了它若何挪動(dòng)。乃至研究人員也沒(méi)有詳細(xì)闡明腿該當(dāng)若何挪動(dòng)。這項(xiàng)手藝使機(jī)器人可以快速應(yīng)對(duì)迎面而來(lái)的地形，并有效地根據(jù)地形。
由于不需要繪制地圖或計(jì)劃，而且運(yùn)用機(jī)械進(jìn)修來(lái)鍛煉舉措，所以機(jī)械人自己可所以低成本的。該團(tuán)隊(duì)運(yùn)用的機(jī)械人最少比現(xiàn)有替代品廉價(jià)25倍。該團(tuán)隊(duì)的算法有可能使低成本機(jī)械人更廣泛地運(yùn)用。
SCS機(jī)械進(jìn)修博士生Ananye Agarwal說(shuō)：“這個(gè)體系直接利用視覺(jué)和來(lái)源于身體的反應(yīng)作為輸入，向機(jī)械人的機(jī)電輸出號(hào)令。這項(xiàng)技能使體系正在實(shí)際天下中十分壯大。假如它正在樓梯上滑倒，它能夠規(guī)復(fù)。它能夠進(jìn)入未知環(huán)境并順應(yīng)。”
這類(lèi)節(jié)制方面的直接視覺(jué)是受生物學(xué)啟示的。人類(lèi)和植物使用視覺(jué)挪動(dòng)。試著閉著眼睛跑步或均衡。該團(tuán)隊(duì)先前的研討評(píng)釋?zhuān)邫C(jī)器人（沒(méi)有攝像頭的機(jī)器人）能夠制服具有挑戰(zhàn)性的地形，但增添視覺(jué)并依附視覺(jué)能夠大大改良體系。
該團(tuán)隊(duì)還將目光投向自然，尋覓體系的其他元素。關(guān)于一個(gè)身高不到一英尺的小型機(jī)器人來(lái)講，要爬上靠近其高度的樓梯或停滯物，它學(xué)會(huì)了采納人類(lèi)用來(lái)跨太高停滯物的舉措。當(dāng)一個(gè)人不得不不把腿抬得很高才可以爬上一個(gè)橫檔或停滯時(shí)，它會(huì)用臀部把腿移到一邊，稱(chēng)為外展和內(nèi)收，那樣會(huì)給它更多的空間。Pathak團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)器人體系也是如斯，利用髖關(guān)節(jié)外展來(lái)降服攔阻市場(chǎng)上一些最進(jìn)步前輩的腿部機(jī)器人體系的停滯。
四足植物后腿的活動(dòng)還啟發(fā)了該團(tuán)隊(duì)。當(dāng)貓穿過(guò)障礙物時(shí)，它的后腿會(huì)避開(kāi)取前腿不異的物體，而不容易借助鄰近的一雙眼睛?！八臈l腿的植物有一種影象，使它們的后腿可以追蹤前腿。我們的體系以類(lèi)似的體例事情?！盤(pán)athak說(shuō)。該體系的車(chē)載影象使后腿可以記著火線攝像頭所看到的內(nèi)容，并開(kāi)展靈活以避開(kāi)障礙物。
“因?yàn)闆](méi)有輿圖，沒(méi)有計(jì)劃，我們的體系會(huì)記著地形和它若何挪動(dòng)前腿，并將其轉(zhuǎn)換為后腿，做得如斯敏捷和完美?！辈死髮W(xué)博士生Ashish Kumar說(shuō)道。這項(xiàng)研討多是辦理腿機(jī)械人面臨的現(xiàn)有挑釁并將其帶到人們家庭中的一大步。