研究人员创建了一款可以攀登困难地形的四足机器人

苏黎世联邦理工大学的一组研究人员开发了一种新的方法，使四足机器人能够快速穿越复杂地形。该机器人名为ANYmal，依赖机器学习来结合视觉感知和触觉感知环境。

该四足机器人能够在31分钟内攀登120米垂直距离，这比没有失足的人类徒步者预估的时间快了4分钟。

全新的技术

使ANYmal能够结合视觉感知和触觉感知的技术是全新的。

该团队由Marco Hutter领导，研究结果发表在《科学机器人》杂志上。

“机器人已经学会了将环境的视觉感知与其触觉感知——基于直接腿部接触——相结合。这使它能够更快、更高效、更强壮地处理崎岖地形，”Hutter说。

该团队表示，机器人最终将能够部署在对人类来说太危险或其他类型的机器人无法操作的任何地方。

人类和动物也将环境的视觉感知与腿部和手部的触觉感知相结合，使他们能够处理艰难地形。以前开发的四足机器人只能在有限程度上做到这一点。

Takahiro Miki是一名博士生，也是该研究的首席作者。

“原因是激光传感器和摄像头记录的环境信息往往不完整和模糊，”Miki说。

“这就是为什么像ANYmal这样的机器人必须自己决定何时相信环境的视觉感知并快速移动，何时应该谨慎行事并小步行进，”Miki继续说。“这是一个巨大的挑战。”

训练神经网络

新技术包括一个基于神经网络的控制器，使ANYmal能够首次结合外部和本体感知。科学家们首先在虚拟训练营中让系统接触到众多障碍和错误来源，这使得网络能够学习如何最佳地克服障碍。它还学会了何时依赖环境数据，何时忽略它。

“通过这种训练，机器人能够掌握最困难的自然地形，而无需事先看到它，”Hutter说。

机器人可以执行此过程，即使环境的传感器数据模糊或不明确，此时ANYmal依赖其本体感知。这使得它能够将外部感知的速度和效率与本体感知的安全性相结合。