控制變形軟機(jī)器人的更好方法

想象一個(gè)像粘液一樣的機(jī)器人，它可以無縫地改變其形狀以擠過狹窄的空間，它可以部署在人體內(nèi)以移除不需要的物品。

雖然這樣的機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)室之外尚不存在，但研究人員正在努力開發(fā)可重構(gòu)的軟機(jī)器人，以應(yīng)用于醫(yī)療保健、可穿戴設(shè)備和工業(yè)系統(tǒng)。

但是，如何控制一個(gè)柔軟的機(jī)器人，它沒有可操縱的關(guān)節(jié)、四肢或手指，而是可以隨意徹底改變其整個(gè)形狀呢?麻省理工學(xué)院的研究人員正在努力回答這個(gè)問題。

該研究發(fā)表在arXiv預(yù)印本服務(wù)器上。

他們開發(fā)了一種控制算法，可以自主學(xué)習(xí)如何移動(dòng)、拉伸和塑造可重構(gòu)機(jī)器人來完成特定任務(wù)，即使該任務(wù)需要機(jī)器人多次改變其形態(tài)。該團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了一個(gè)模擬器來測(cè)試可變形軟機(jī)器人在一系列具有挑戰(zhàn)性、形狀變化的任務(wù)中的控制算法。

他們的方法完成了他們?cè)u(píng)估的八項(xiàng)任務(wù)中的每一項(xiàng)，同時(shí)優(yōu)于其他算法。該技術(shù)在處理多方面任務(wù)時(shí)尤其有效。例如，在一項(xiàng)測(cè)試中，機(jī)器人必須降低其高度，同時(shí)長(zhǎng)出兩條小腿，以擠過一根狹窄的管道，然后取消這些腿的生長(zhǎng)并伸展其軀干以打開管道的蓋子。

雖然可重構(gòu)軟機(jī)器人仍處于起步階段，但這種技術(shù)有一天可以使通用機(jī)器人能夠調(diào)整其形狀來完成不同的任務(wù)。

“當(dāng)人們想到軟機(jī)器人時(shí)，他們往往會(huì)想到有彈性的機(jī)器人，但會(huì)恢復(fù)到原來的形狀。我們的機(jī)器人就像粘液一樣，實(shí)際上可以改變它的形態(tài)。令人驚訝的是，我們的方法如此有效，因?yàn)槲覀冸姎夤こ毯陀?jì)算機(jī)科學(xué) (EECS) 研究生、關(guān)于這種方法的論文的合著者 Boyuan Chen 說道。

陳的合著者包括主要作者黃蘇寧，他是中國(guó)清華大學(xué)的本科生，在麻省理工學(xué)院做訪問生時(shí)完成了這項(xiàng)工作;徐華哲，清華大學(xué)助理教授;資深作者文森特·西茨曼 (Vincent Sitzmann) 是麻省理工學(xué)院 EECS 的助理教授，領(lǐng)導(dǎo)計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室的場(chǎng)景表示小組。該研究將在國(guó)際學(xué)習(xí)表征會(huì)議上公布。

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