滑板機器人?未來科技的極致展現!
滑板機器人聽起來或許有些天馬行空,但這正是密西根大學計算自主與機器人實驗室(CURLY Lab)的研究團隊正在努力實現的目標。博士生Sangli Teng與其團隊開發了一種基於強化學習的演算法框架,專門用於處理複雜且多變的接觸式任務,而滑板正是其中一個引人注目的應用場景。
「現有的四足機器人移動方式並未考慮到與物體的密集接觸,」Teng解釋道。他們的研究旨在填補這一空白,並設計出一套適用於接觸式任務的訓練流程。密西根大學在混合動力系統開發方面有著悠久的歷史,這啟發了他們透過資料驅動的人工智慧方法來識別這些混合效應。
這項技術的核心在於讓機器人能夠在平滑運動與跳躍式、離散變化之間自如切換,模擬自然運動的動態。例如,當一個彈跳的球與地面接觸時,球在空中的運動是連續的,而與地面碰撞時則會發生離散的狀態轉變。這種動態對於模仿自然運動至關重要,但在實際應用中卻面臨著挑戰。
為瞭解決這些問題,Teng與其團隊開發了「離散時間混合自動機學習」(DHAL)。這套框架讓機器人能夠自行判斷何時以及如何改變行為模式,而無需人工識別離散轉換或預先了解轉換狀態的數量。例如,在滑板的推板、滑行和上板階段,DHAL會自動輸出不同的標籤,從而幫助系統更好地估計狀態以輔助決策。
這不僅減少了程式設計師的工作量,還讓機器人的動作更加流暢且直觀。實驗中,這些機器人不僅能夠獨立完成滑板動作,還能拉動推車,甚至成功在真實的滑板公園中導航。雖然這些機器人目前還無法完成複雜的滑板技巧,但未來它們的應用前景卻十分廣闊。
「我們計劃將這套框架應用於其他場景,例如靈巧操作(即用多個手指或手臂操作物體),」Teng表示。DHAL有望更準確地預測接觸,從而讓規劃和控制演算法做出更好的決策。這項尚未經過同行評審的研究論文已發表在ArXiv上,為未來的機器人技術發展提供了新的方向。