To-bent robot lærer å løpe, reiser 5 kilometer

En to-bent robot utviklet ved Oregon State University og produsert av OSU spinout-selskapet Agility Robotics, har blitt den første til å krysse 5 kilometer. Roboten, som heter Cassie, reiste ruten på litt over 53 minutter.

Cassie ble utviklet av professor i robotikk Jonathan Hurst og kolleger etter en 16-måneders, 1 million dollar stor gave fra Advanced Research Projects Agency i USAs forsvarsdepartement.

Cassies utvikling

Først introdusert i 2017, har Cassie vært under utvikling da OSU-studenter finansiert av National Science Foundation har utforsket nye maskinlæringsmuligheter. Det er den første to-bente roboten som bruker maskinlæring til å kontrollere en løpegang på utendørs-terreng, og den kan operere uten å være koblet til og med en enkelt batteriladning.

Hurst var med å etablere Agility i 2017.

“The Dynamic Robotics Laboratory-studentene i OSU College of Engineering kombinerte ekspertise fra biomekanikk og eksisterende robotkontrolltilnærminger med nye maskinlæringsverktøy,” sa Hurst. “Dette type helhetlig tilnærming vil muliggjøre dyre-lignende nivåer av ytelse. Det er usedvanlig spennende.”

Robotens evner

Cassies knær kan bøye, og roboten lærte seg å løpe gjennom å bruke en dyp forsterkingslæring-algoritme. En av de mest imponerende utviklingene er at Cassie var i stand til å opprettholde balanse mens den skiftet posisjoner eller var i bevegelse, og viste sin evne til å ha dynamisk balanse. Roboten lærte også hvordan den skulle gjøre uendelig små justeringer slik at den kunne opprettholde en oppreist posisjon mens den bevegde seg.

Jeremy Dao er en ph.d.-student i Dynamics Robotics Laboratory.

“Cassie er en svært effektiv robot på grunn av hvordan den er designet og bygget, og vi var virkelig i stand til å nå grensene for hårdwaren og vise hva den kan gjøre,” sa Dao.

Yesh Godse, en undergraduate i laboratoriet, var også involvert i arbeidet.

“Dyp forsterkingslæring er en kraftfull metode i AI som åpner opp ferdigheter som løping, hopping og gåing opp og ned trapper,” sa Godse.

Ifølge Hurst vil gå-roboter til slutt bli mye mer vanlige, lik en bil. De vil også ha en stor innvirkning på samfunnet, men deres fremgang har blitt forsinket av en mangel på forståelse i vitenskapen om bein-lokalisering. Men ny forskning som denne skyver feltet fremover.

Reelle anvendelser

Den første roboten som noen gang har reprodusert menneskelig gå-dynamikk var ATRIAS, som ble utviklet i Dynamic Robotics Laboratory. ATRIAS ble fulgt av Cassie og Agilitys humanoid-robot kalt Digit.

“I en ikke så fjern fremtid, vil alle se og samhandle med roboter på mange steder i deres daglige liv, roboter som arbeider sammen med oss og forbedrer vår livskvalitet,” sa Hurst.

Hurst sier også at disse to-bente robotene til slutt vil ha intelligensen og sikkerhetsfunksjonene til å hjelpe mennesker i deres eget hjem.

Cassies 53-minutters, 5K-løp fulgte to fall. Det første var på grunn av en overhetet datamaskin, og det andre var fordi roboten måtte utføre en sving på for høy hastighet.

Andre fremgangsmåter med Cassie inkluderer evnen til å gå opp og ned trapper.

Den artikkelen ble presentert på Robotics: Science and Systems-konferansen som fant sted mellom 12. og 16. juli.