Zweifüßiger Roboter lernt zu laufen, legt 5 Kilometer zurück

Ein zweifüßiger Roboter, der an der Oregon State University entwickelt und von dem OSU-Ausgründungsunternehmen Agility Robotics hergestellt wurde, ist der erste, der jemals 5 Kilometer zurückgelegt hat. Der Roboter, der Cassie genannt wird, legte die Strecke in etwas über 53 Minuten zurück.

Cassie wurde von dem Robotik-Professor Jonathan Hurst und seinen Kollegen nach einem 16-monatigen, 1-Millionen-Dollar-Zuschuss der Advanced Research Projects Agency des US-Verteidigungsministeriums entwickelt.

Cassies Entwicklung

Cassie wurde erstmals 2017 vorgestellt und wird seitdem von OSU-Studenten, die von der National Science Foundation gefördert werden, weiterentwickelt. Es ist der erste zweifüßige Roboter, der maschinelles Lernen verwendet, um einen Laufgang auf Outdoor-Terrain zu steuern, und er kann unabhängig und mit einer einzigen Batterieladung betrieben werden.

Hurst gründete Agility im Jahr 2017.

“Die Studenten des Dynamic Robotics Laboratory im OSU College of Engineering kombinierten Expertenwissen aus Biomechanik und bestehenden Robotik-Ansätzen mit neuen maschinellen Lernwerkzeugen”, sagte Hurst. “Dieser holistische Ansatz ermöglicht es, tierähnliche Leistungen zu erzielen. Es ist unglaublich aufregend.”

Die Fähigkeiten des Roboters

Cassies Knie können sich beugen, und der Roboter hat sich selbst durch ein tiefes Verstärkungslernalgorithmus das Laufen beigebracht. Eine der beeindruckendsten Entwicklungen ist, dass Cassie das Gleichgewicht halten konnte, während er die Position wechselte oder sich bewegte, und somit seine Fähigkeit zum dynamischen Gleichgewicht unter Beweis stellte. Der Roboter hat auch gelernt, winzige Anpassungen vorzunehmen, um während der Bewegung aufrecht zu bleiben.

Jeremy Dao ist ein Doktorand im Dynamics Robotics Laboratory.

“Cassie ist ein sehr effizienter Roboter, weil er so konzipiert und gebaut wurde, und wir konnten wirklich die Grenzen der Hardware erreichen und zeigen, was er kann”, sagte Dao.

Yesh Godse, ein Undergraduate im Labor, war auch an der Arbeit beteiligt.

“Tiefes Verstärkungslernen ist eine leistungsstarke Methode in der KI, die Fähigkeiten wie Laufen, Springen und Treppensteigen ermöglicht”, sagte Godse.

Laut Hurst werden Laufroboter irgendwann so alltäglich wie ein Auto. Sie werden auch einen großen Einfluss auf die Gesellschaft haben, aber ihre Entwicklung wurde durch ein mangelndes Verständnis in der Wissenschaft der Lauflokomotion behindert. Neue Forschung wie diese treibt das Feld jedoch voran.

Praktische Anwendungen

Der erste Roboter, der jemals menschliche Laufgang-Dynamik reproduzierte, war ATRIAS, der im Dynamic Robotics Laboratory entwickelt wurde. ATRIAS wurde von Cassie und Agilitys humanoidem Roboter Digit gefolgt.

“In nicht allzu ferner Zukunft werden alle Menschen in ihrem Alltag auf viele Roboter in verschiedenen Orten treffen, Roboter, die neben uns arbeiten und unsere Lebensqualität verbessern”, sagte Hurst.

Hurst sagt auch, dass diese zweifüßigen Roboter irgendwann die Intelligenz und Sicherheitsfunktionen haben werden, um Menschen in ihren eigenen Häusern zu helfen.

Cassies 53-minütiger, 5-Kilometer-Lauf wurde von zwei Stürzen unterbrochen. Der erste war aufgrund eines überhitzten Computers und der zweite, weil der Roboter eine Kurve mit zu hoher Geschwindigkeit durchfahren musste.

Weitere Fortschritte mit Cassie umfassen die Fähigkeit, Treppen hinauf und hinunter zu laufen.

Die Studie wurde auf der Robotics: Science and Systems-Konferenz vom 12. bis 16. Juli vorgestellt.