Никаких подсказок: роботизированная нога сама учится ходить

Новая роботизированная конечность прикрепляется к специальному устройству.

Фото Matthew Lin.

Исследователи разработали роботизированную ногу, которая приводится в действие особыми сухожилиями, как у животных, и управляется специально созданными алгоритмами ИИ.

Фото Matthew Lin.

Учёные из Университета Южной Каролины создали роботизированную ногу, которая может самостоятельно научиться ходить. По признаю разработчиков, их вдохновили животные, которые обучаются этому навыку в течение нескольких минут после рождения.

Исследователи надеются, что их разработка откроет новые возможности в области динамического протезирования и поможет создавать роботов, которые быстро учатся в незнакомых условиях.

По словам профессора биомедицинской инженерии Франсиско Валеро-Куэваса (Francisco Valero-Cuevas), на сегодняшний день требуется много времени, чтобы робот был готов взаимодействовать с миром.

"Мы же хотим добиться быстрого обучения и адаптации, которую можно наблюдать в природе", – добавляет он.

Чтобы сделать это, Валеро-Куэвас и его коллеги разработали роботизированную ногу. Она приводится в действие при помощи устройства, напоминающего сухожилие животных, и контролируется благодаря особым алгоритмам искусственного интеллекта (ИИ). Всё это позволяет разработке учиться ходить так же, как это делают, например, люди.

Робототехники называют этот процесс "моторным лепетом", или осуществлением повторных пробных движений.

"Такие случайные движения ноги позволяют роботу построить внутреннюю карту своей конечности и её взаимодействия с окружающей средой", – говорит автор работы Али Марджанинеджад (Ali Marjaninejad).

Получив больше знаний о своей структуре и окружающей среде, роботизированная нога в конечном итоге может развить собственную индивидуальную походку и освоить новый "стиль" ходьбы всего через пять минут "моторного лепета".

А если устройство споткнётся, то оно сможет быстро восстановиться для следующего шага, даже если не было запрограммировано на это.

Исследователи разработали роботизированную ногу, которая приводится в действие особыми сухожилиями, как у животных, и управляется специально созданными алгоритмами ИИ.
Исследователи разработали роботизированную ногу, которая приводится в действие особыми сухожилиями, как у животных, и управляется специально созданными алгоритмами ИИ.
Фото Matthew Lin.

Как объясняют разработчики, роботы могут быть запрограммированы на выполнение определённых задач в строго оговорённых сценариях, но человек не может предугадать всего и подготовить роботизированное детище ко всем возможным условиям. А те виды устройств, которые способны развивать свои собственные персонализированные движения в зависимости от среды, смогут выполнять более широкий спектр задач.

По словам Марджанинеджада, такой прорыв сродни естественному обучению, которое происходит у детей. Он объясняет, что роботу впервые было позволено понять своё окружение в процессе свободной игры (того самого моторного лепета).

"Если вы дадите этим роботам учиться на собственном опыте, то они в конечном итоге найдут решение, которое, как только оно будет найдено, будет использоваться и адаптироваться по мере необходимости", – считает Марджанинеджад.

Проще говоря, их устройство учится на практике и без какого-либо предварительного или параллельного компьютерного моделирования для обучения.

Адаптивное протезирование – одна из областей, где такая технология может пригодиться. Например, она может помочь людям с ограниченными возможностями. Кроме того, такие разработки пригодятся в космических исследованиях, где роботы смогут настроить свою походку и перемещаться по неизвестной местности.

Научная статья по итогам работы опубликована в издании Nature Machine Intelligence.

К слову, ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о вездеходном роботе, который учится ходить по разным поверхностям и эволюционирует после падений.

Кроме того, инженеры наделили насекомоподобного робота сверхскоростной походкой наперекор законам природы.