باحثون يخترعون روبوتًا رباعي الأرجل يمكنه الصعود في تضاريس صعبة

فريق من الباحثين في ETH Zurich طوروا نهجًا جديدًا يسمح لروبوت رباعي الأرجل بالتحرك بسرعة عبر تضاريس معقدة. يعتمد الروبوت، الذي سمي ANYmal، على التعلم الآلي لدمج الإدراك البصري للبيئة والإحساس باللمس.

تمكنت الروبوت الرباعية الأرجل من الصعود 120 مترًا رأسيًا في غضون 31 دقيقة، وهو ما يعد أسرع ب bốn دقائق من المدة المقدرة للمشاة البشر بدون أي خطأ.

تكنولوجيا جديدة تمامًا

التكنولوجيا التي تمكن ANYmal من دمج الإدراك البصري والإحساس باللمس هي تكنولوجيا جديدة تمامًا.

قاد الفريق ماركو هوتير، ونشرت الأبحاث في مجلة Science Robotics.

“تعلم الروبوت دمج الإدراك البصري لبيئته مع الإحساس باللمس dựa على الاتصال المباشر للساق. هذا يسمح له بمواجهة تضاريس صعبة بشكل أسرع وأكثر كفاءة وأهم من ذلك بمزيد من المتانة”، يقول هوتير.

يقول الفريق إن الروبوت سيكون قادرًا في النهاية على النشر في أي مكان يعد خطرًا على البشر أو من الصعب على أنواع أخرى من الروبوتات التنقل فيه.

البشر والحيوانات يدمجان أيضًا الإدراك البصري لبيئتهم مع الإحساس باللمس من ساقيهم وأيديهم، مما يسمح لهم بمواجهة تضاريس صعبة. لم تتمكن الروبوتات الرباعية الأرجل التي تم تطويرها مسبقًا من القيام بذلك إلا إلى حد محدود.

تاكاهيرو ميكي هو طالب دكتوراه وكاتب رئيسي للدراسة.

“السبب في ذلك هو أن المعلومات حول البيئة المباشرة المسجلة بواسطة حساسات الليزر والكاميرات غالبًا ما تكون غير كاملة ومبهمة”، يقول ميكي.

“لذلك يجب على روبوتات مثل ANYmal أن تقرر بنفسها متى تثق بالإدراك البصري لبيئتها والتقدم بسرعة، ومتى من الأفضل أن تتقدم بحذر وخطوات صغيرة”، يواصل ميكي. “وهذا هو التحدي الكبير”.

تدريب الشبكة العصبية

تتضمن التكنولوجيا الجديدة متحكمًا يعتمد على شبكة عصبية، مما يسمح لANYmal بدمج الإدراك الخارجي والإحساس باللمس لأول مرة. عرض العلماء النظام على العديد من العقبات ومصادر الخطأ في معسكر تدريب افتراضي، مما سمح للشبكة بالتعلم كيفية التغلب على العقبات بالطريقة الأفضل. كما تعلمت متى يجب الوثوق بالبيانات البيئية ومتى يجب تجاهلها.

“بفضل هذا التدريب، يمكن للروبوت التغلب على أصعب التضاريس الطبيعية دون رؤيته من قبل”، يقول هوتير.

يمكن للروبوت أداء هذا العملية حتى عندما تكون بيانات الحساسات حول البيئة المباشرة غامضة أو مبهمة، حيث يعتمد ANYmal على الإحساس باللمس. هذا يسمح له بدمج سرعة وكفاءة الإدراك الخارجي مع أمان الإحساس باللمس.