Zweifüßiger Roboter lernt Laufen, legt 5 Kilometer zurück

Ein zweifüßiger Roboter, der an der Oregon State University entwickelt und von der OSU-Ausgründung 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-Grant der Advanced Research Projects Agency des US-Verteidigungsministeriums entwickelt.

Cassies Entwicklung

Cassie wurde erstmals 2017 vorgestellt und ist seitdem in Entwicklung, da OSU-Studenten, die von der National Science Foundation finanziert werden, neue maschinelle Lernmöglichkeiten erforschen. Es ist der erste zweifüßige Roboter, der maschinelles Lernen zur Steuerung eines Laufgangs auf Outdoor-Terrain verwendet und der ohne Kabel und mit einer einzigen Batterieladung betrieben werden kann.

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 uns, Leistungen auf dem Niveau von Tieren zu erzielen. Es ist unglaublich aufregend.”

Die Fähigkeiten des Roboters

Cassies Knie können sich beugen, und der Roboter hat sich selbst das Laufen durch die Verwendung eines tiefen Verstärkungslernalgorithmus beigebracht. Eine der beeindruckendsten Entwicklungen ist, dass Cassie das Gleichgewicht halten konnte, während er Positionen wechselte oder sich bewegte, und damit seine Fähigkeit zur dynamischen Balance unter Beweis stellte. Der Roboter hat auch gelernt, winzige Anpassungen vorzunehmen, um eine aufrechte Position beizubehalten, während er sich bewegte.

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 Student im Labor, war auch an der Arbeit beteiligt.

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

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

Reale Anwendungen

Der erste Roboter, der jemals die Dynamik des menschlichen Gehens nachahmte, 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 mit Robotern interagieren, die an vielen Orten in unserem Leben arbeiten und unsere Lebensqualität verbessern”, sagte Hurst.

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

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

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

Der Artikel wurde auf der Robotics: Science and Systems-Konferenz vorgestellt, die zwischen dem 12. und 16. Juli stattfand.