Is-Sistema RoboGrammar Awtomatizza u Tottimizza d-Disinn tar-Robot

Il-forma ta’ robot tiddetermina liema tipi ta’ ħidmiet jista’ jwettaq u ambjent li jista’ jopera fihom. Bil-limitazzjonijiet teknoloġiċi attwali, m’hemm l-ebda mod kif tinbena u tittestja kull forma, iżda sistema ġdida żviluppata minn riċerkaturi fil-MIT tippermetti dawn il-ħafna forom. biex jiġu simulati. Wara simulazzjonijiet, l-aħjar minnhom jistgħu jintgħażlu mill-grupp.

Is-sistema l-ġdida tissejjaħ RoboGrammar, u l-ewwel pass huwa li tgħarrafha liema tipi ta 'partijiet tar-robot huma disponibbli, bħal roti u ġonot. Imbagħad tindika t-tip ta 'terren li r-robot se jopera fuqu, iżda dan huwa bażikament. RoboGrammar imbagħad jiġġenera struttura ottimizzata u programm ta 'kontroll.

Avvanz fil-Qasam tad-Disinn Robotiku

Is-sistema l-ġdida hija pass kbir 'il quddiem f'qasam avvanzat li għadu l-aktar manwali.

Allan Zhao huwa l-awtur ewlieni tar-riċerka u student tal-PhD fil-Laboratorju tax-Xjenza tal-Kompjuter u l-Intelliġenza Artifiċjali tal-MIT (CSAIL).

"Id-disinn tar-robot għadu proċess manwali ħafna," jgħid Zhao. Is-sistema RoboGrammar hija "mod kif toħroġ b'disinji ta' robots ġodda u aktar inventivi li potenzjalment jistgħu jkunu aktar effettivi."

Ir-riċerka hija mistennija li tiġi ppreżentata fil-konferenza SIGGRAPH Asia dan ix-xahar.

Skont Zhao, ir-robots huma mibnija għal kull xorta ta 'kompiti iżda "kollha għandhom tendenza li jkunu simili ħafna fil-forma u d-disinn ġenerali tagħhom. Meta taħseb li tibni robot li jeħtieġ li jaqsam diversi terreni, immedjatament taqbeż għal quadruped. Konna nistaqsu jekk dak hux verament id-disinn ottimali.”

It-tim jemmen li disinn ġdid u aktar innovattiv jista 'jipproduċi riżultati aħjar u jtejjeb il-funzjonalità, u huwa għalhekk li bnew mudell tal-kompjuter għall-kompiti. Is-sistema ma kinitx influwenzata minn konvenzjoni preċedenti u kien hemm xi regoli applikati.

Zhao jikteb li l-ġbir ta 'forom robot possibbli hija "primarjament komposta minn disinji bla sens. Jekk tista’ sempliċement tgħaqqad il-partijiet b’modi arbitrarji, tispiċċa b’taqlib.”

Il-Grammatika tal-Grafika

It-tim beda jiżviluppa "grammatika tal-graff", li tirrestrinġi kif il-komponenti tar-robot jistgħu jiġu rranġati. Dan huwa biss sabiex kull disinn iġġenerat mill-kompjuter jaħdem f'livell bażiku, b'restrizzjonijiet bħal li ma jkunux jistgħu jgħaqqdu s-segmenti tar-riġlejn ma 'xulxin minflok ġonot.

Zhao kien ispirat minn annimali, speċifikament artropodi, meta ddisinja r-regoli tal-grammatika tal-graff.

L-artropodi huma “karatterizzati billi jkollhom korp ċentrali b’numru varjabbli ta’ segmenti. Xi segmenti jista 'jkollhom saqajn imwaħħla, "jgħid Zhao. "U ndunajna li dan huwa biżżejjed biex jiddeskrivi mhux biss artropodi iżda wkoll forom aktar familjari."

Bl-użu tal-grammatika tal-graff, RoboGrammar topera fi tliet passi. L-ewwel, jiddefinixxi l-problema. It-tieni, tiddisinja soluzzjonijiet robotiċi possibbli. It-tielet, tagħżel l-aħjar dawk.

L-utenti umani huma responsabbli għad-definizzjoni tal-problema u l-input tas-sett ta 'komponenti robotiċi disponibbli, bħal muturi, saqajn, u segmenti ta' konnessjoni. L-utent idaħħal ukoll liema tip ta 'terren se jopera r-robot.

"Dan hu ċ-ċavetta biex jiġi żgurat li r-robots finali jistgħu attwalment jinbnew fid-dinja reali," jgħid Zhao.

Mijiet ta' Eluf ta' Strutturi

RoboGrammar jieħu r-regoli tal-grammatika tal-graff u jiddisinja mijiet ta 'eluf ta' strutturi robotiċi possibbli, b'diversi dehriet differenti.

"Kien pjuttost ta 'ispirazzjoni għalina li naraw il-varjetà ta' disinji," jgħid Zhao. "Żgur turi l-espressività tal-grammatika."

Madankollu, mhux id-disinni kollha huma tajbin, u l-għażla tal-aħjar tfisser il-movimenti u l-funzjoni ta 'kull robot għandhom jiġu evalwati.

"Sa issa, dawn ir-robots huma biss strutturi," jgħid Zhao.

It-tim żviluppa kontrollur għal kull robot permezz ta 'algoritmu msejjaħ Mudell Predictive Control, li jipprijoritizza moviment mgħaġġel 'il quddiem, u dan huwa dak li javvanza l-istrutturi.

"Il-forma u l-kontrollur tar-robot huma magħqudin ħafna, u huwa għalhekk li rridu nottimizzaw kontrollur għal kull robot partikolari individwalment," jgħid Zhao.

Ir-riċerkaturi mbagħad jużaw algoritmu ta 'netwerk newrali biex isibu robots ta' prestazzjoni għolja. L-algoritmu jieħu kampjuni u jevalwa settijiet differenti ta 'robots u jitgħallem liema disinni jaħdmu għal liema kompiti.

Dak kollu msemmi sa dan il-punt iseħħ mingħajr intervent uman.

"Dan ix-xogħol huwa kisba ta 'kuruna fit-tfittxija ta' 25 sena biex tiddisinja awtomatikament il-morfoloġija u l-kontroll tar-robots," jgħid Hod Lipson, inġinier mekkaniku u xjenzat tal-kompjuter fl-Università ta 'Columbia. Hu ma kienx involut fir-riċerka. “L-idea tal-użu ta’ grammatiċi tal-forma ilha żmien twil, imma mkien ma ġiet eżegwita b’mod sabiħ bħal f’dan ix-xogħol. Ladarba nkunu nistgħu nġibu magni biex jiddisinjaw, jagħmlu u jipprogrammaw robots awtomatikament, l-imħatri kollha jintfew.”

Skont Zhao, RoboGrammar hija "għodda għad-disinjaturi tar-robots biex jespandu l-ispazju tal-istrutturi tar-robot li jiġbdu fuqhom."

It-tim issa qed jippjana li jibni u jittestja xi wħud mir-robots fid-dinja reali, u Zhao jgħid li s-sistema tista 'timxi lil hinn mit-traversing tat-terren u f'żoni bħal dinjiet virtwali.

“Ejja ngħidu li f’logħba tal-vidjo ridt tiġġenera ħafna tipi ta’ robots, mingħajr ma jkollok artist biex toħloq kull wieħed. RoboGrammar jaħdem għal dan kważi immedjatament,” jgħid Zhao.