Tvåbent robot lär sig att springa, färdas 5 kilometer

En tvåbent robot som utvecklats vid Oregon State University och tillverkats av OSU-spinoutföretaget Agility Robotics har blivit den första som någonsin har korsat 5 kilometer. Roboten, som heter Cassie, färdades rutten på lite över 53 minuter.

Cassie utvecklades av professor Jonathan Hurst och kollegor efter ett 16-månaders, 1-miljondollarsbidrag från Advanced Research Projects Agency vid USA:s försvarsdepartement.

Cassies utveckling

Cassie presenterades första gången 2017 och har varit under utveckling allt sedan dess, då studenter från OSU, med finansiering från National Science Foundation, har utforskat nya maskinlärningsalternativ. Det är den första tvåbenta roboten som använder maskinlärning för att kontrollera en löpgång på utomhusmark och den kan fungera utan kablar och med en enda batteriladdning.

Hurst var med och grundade Agility redan 2017.

 “Studenter från Dynamic Robotics Laboratory vid OSU College of Engineering kombinerade expertis från biomekanik och befintliga robotkontrollmetoder med nya maskinlärningsverktyg”, sa Hurst. “Detta holistiska tillvägagångssätt kommer att möjliggöra djurliknande prestandanivåer. Det är otroligt spännande.”

Robotens förmågor

Cassies knän kan böjas och roboten lärde sig att springa genom att använda ett djupt förstärkt lärandealgoritm. En av de mest imponerande utvecklingarna är att Cassie kunde upprätthålla balans medan den bytte position eller var i rörelse, vilket visar dess förmåga att ha dynamisk balans. Roboten lärde sig också hur den kunde göra oändligt subtila justeringar så att den kunde upprätthålla en upprätt position medan den rörde sig.

Jeremy Dao är en doktorand i Dynamics Robotics Laboratory. 

“Cassie är en mycket effektiv robot på grund av hur den har utformats och byggts, och vi kunde verkligen nå gränserna för hårdvaran och visa vad den kan göra”, sa Dao.

Yesh Godse, en undergraduate i labbet, var också involverad i arbetet.

“Djupt förstärkt lärande är en kraftfull metod inom AI som öppnar upp färdigheter som att springa, hoppa och gå uppför och nedför trappor”, sa Godse.

Enligt Hurst kommer gångrobotar att bli mycket vanligare i framtiden, liknande en bil. De kommer också att ha en stor inverkan på samhället, men deras utveckling har fördröjts på grund av bristande förståelse för vetenskapen om benburen lokomotion. Men ny forskning som denna driver fältet framåt.

Verkliga användningsområden

Den första roboten som någonsin återgav mänskliga gångmönster var ATRIAS, som utvecklades i Dynamic Robotics Laboratory. ATRIAS följdes av Cassie och Agilitys humanoida robot som heter Digit. 

“I en inte alltför avlägsen framtid kommer alla att se och interagera med robotar på många platser i sina vardagsliv, robotar som arbetar bredvid oss och förbättrar vår livskvalitet”, sa Hurst. 

Hurst säger också att dessa tvåbenta robotar kommer att ha intelligensen och säkerhetsfunktionerna för att kunna hjälpa individer i sina egna hem.

Cassies 53-minuters, 5-kilometerslöpning följdes av två fall. Det första berodde på en överhettad dator, och det andra berodde på att roboten var tvungen att utföra en sväng i för hög hastighet. 

Andra framsteg med Cassie inkluderar förmågan att gå uppför och nedför trappor. 

Den artikeln presenterades på Robotics: Science and Systems-konferensen som ägde rum mellan den 12-16 juli.