你有想象過(guò)機(jī)器人如何完成人類(lèi)的競(jìng)賽挑戰(zhàn)嗎?
美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)動(dòng)態(tài)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的雙足機(jī)器人凱西(Cassie)于2022年5月11日在美國(guó)俄勒岡州科瓦利斯挑戰(zhàn)了這個(gè)紀(jì)錄,用時(shí)24.73秒打破了雙足機(jī)器人最快的100米的世界紀(jì)錄。








美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)動(dòng)態(tài)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的雙足機(jī)器人凱西(Cassie)于2022年5月11日在美國(guó)俄勒岡州科瓦利斯挑戰(zhàn)了這個(gè)紀(jì)錄,用時(shí)24.73秒打破了雙足機(jī)器人最快的100米的世界紀(jì)錄。

去年,凱西就在俄勒岡州立大學(xué)的校園內(nèi),在沒(méi)有“隊(duì)友”幫助的情況下,完成了“一個(gè)人的戶(hù)外馬拉松”,以53分03秒的成績(jī)成功成為跑完5公里。
在這場(chǎng)100米比賽中,待工作人員將一切設(shè)備調(diào)試準(zhǔn)備后,開(kāi)始在起跑線(xiàn)前充分熱身,這樣既保護(hù)了自己的身體不因劇烈運(yùn)動(dòng)而“受傷”,又充分預(yù)熱自己的跑步“肌群”;接著在計(jì)時(shí)開(kāi)始后,嗖地一聲,噠噠噠噠地跑走;最后成功“穩(wěn)住”以站立姿態(tài)沖過(guò)終點(diǎn)。當(dāng)然,最后一還不忘緩緩走幾步平復(fù)一下心情。
都是“科技與狠活”啊!

熱身!

奔跑!

緩沖!
咳咳,言歸正傳。凱西最終的控制器由德文·克勞利(Devin Crowley)專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)。他精心策劃了這次挑戰(zhàn)并在這次挑戰(zhàn)中操控凱西。

不要小看凱西最后以站立姿態(tài)沖過(guò)重點(diǎn)背后科研人員的的費(fèi)盡心力。
凱西的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)大約一年的模擬訓(xùn)練,而實(shí)時(shí)訓(xùn)練壓縮到一周。
凱西的穩(wěn)定性和從基于模擬的培訓(xùn)到真實(shí)世界的部署的模擬再到現(xiàn)實(shí)的轉(zhuǎn)移是動(dòng)態(tài)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室(DRL)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。雖然在模擬中凱西實(shí)現(xiàn)了非??斓乃俣?,但不完美的建模導(dǎo)致硬件性能降低的缺點(diǎn)仍然存在。

吉尼斯有很多由機(jī)器人打破的最快的紀(jì)錄,但這次紀(jì)錄是基于標(biāo)準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)性人類(lèi)任務(wù)而設(shè)立的挑戰(zhàn)。它不是只關(guān)注瞬時(shí)最高速度——它實(shí)際上是關(guān)注的是挑戰(zhàn)中一定距離內(nèi)保持的平均速度,并且要求凱西必須以站立姿勢(shì)開(kāi)始,并在越過(guò)終點(diǎn)線(xiàn)后返回該姿勢(shì)的重大限制下完成挑戰(zhàn)。這就意味著它不能簡(jiǎn)單地跑100米然后報(bào)廢。
與飛機(jī)的起飛和降落類(lèi)似,啟動(dòng)尤其是停止是這項(xiàng)努力中最具挑戰(zhàn)性的部分。儀表板的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器專(zhuān)門(mén)用于跑步,無(wú)法使凱西靜止不動(dòng)。為了解決這個(gè)問(wèn)題,DRL讓凱西在兩個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)換:一個(gè)可以跑步,另一個(gè)可以站立。讓如何讓凱西優(yōu)雅地工作取決于這些編碼轉(zhuǎn)換時(shí)控制適當(dāng)?shù)臅r(shí)間的問(wèn)題。鑒于任務(wù)的現(xiàn)實(shí)性質(zhì),建立這一紀(jì)錄是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和現(xiàn)實(shí)世界能力的一個(gè)具體里程碑。
這項(xiàng)工作是俄勒岡州立大學(xué)動(dòng)態(tài)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室多年雙足運(yùn)動(dòng)研究的結(jié)晶,包括十?dāng)?shù)位科研人員的辛勤動(dòng)作的成果。
研發(fā)人員表示:過(guò)去幾年里,我們一直尋找實(shí)現(xiàn)這一世界紀(jì)錄方式。機(jī)器學(xué)習(xí)方法長(zhǎng)期以來(lái)一直用于模式識(shí)別,例如圖像識(shí)別,但為機(jī)器人生成控制行為卻是新的領(lǐng)域。
凱西的進(jìn)化遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止我們看到的這些。凱西是2017年由Agility Robotics(俄勒岡州立大學(xué)拆分出來(lái)的機(jī)器人公司)推出的雙足平臺(tái)機(jī)器人,它在幾年時(shí)間里的發(fā)展可謂相當(dāng)迅速。
2017年,3個(gè)月大的凱西首次亮相。2018年,凱西可以適應(yīng)各種坎坷的環(huán)境,越過(guò)障礙物。
2017年,3個(gè)月大的凱西首次亮相。2018年,凱西可以適應(yīng)各種坎坷的環(huán)境,越過(guò)障礙物。

到2020年的時(shí)候,凱西已經(jīng)可以學(xué)會(huì)從橫著走到一蹦一跳。讓人值得注意的是,當(dāng)時(shí)版本的凱西并不是自主奔跑,它沒(méi)有配備外部傳感器,旁邊有人拿著遙控裝置控制轉(zhuǎn)向。

Agility Robotics的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO喬納森·赫斯特(Jonathan Hurst)對(duì)此表示,“這應(yīng)該是第一個(gè)學(xué)會(huì)跑步的雙足機(jī)器人,但不會(huì)是最后一個(gè)。”他相信這種控制方法將成為未來(lái)機(jī)器人技術(shù)的重要組成部分。將學(xué)到的策略用于機(jī)器人控制是一個(gè)非常新的領(lǐng)域,并在百米短跑中顯示出比其他控制方法更好的性能。