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AI强化机器人自学走路,灵活敏捷形同人类!

2021-04-27 16:13:42 | 来源:中培企业IT培训网

今日,有新闻报道称:加州大学伯克利分校的研究团队打造了一个两条腿的机器人Cassie,通过AI的催动强化学习后它自己竟然学会了走路,并不是通过直接编程和模仿来学习的,它是通过AI学习框架让机器人Cassie以试错的方式进行自主学习走路。这种试错的训练方式如同婴儿学走路一般,主动的适应环境,逐渐执行稳定,敏捷以及多样化的走路动作。除此之外,机器人还会不断学习跑步,跳跃等动作,敏捷度也会通过自动调速功能逐渐实现。

 AI强化机器人自学走路,灵活敏捷形同人类!

未来,基于AI强化学习这一技术,运动机器人也将更为敏捷。

一、AI模拟训练学走路,无需婴儿般跌倒重来

双足机器人Cassie类似我们的腿部外形,因此相比其他形状的机器人更容易进入为人类设计的城市环境之中。

为帮助Cassie像人类一样学会自主行走,研究团队将这个过程想象为如婴儿学走路一般。婴儿虽然不会直接学会站立行走,但他们能通过一次次的站立、跌倒、迈步中记住步行的步骤,最终学会直立行走。

Cassie学走路也是如此。但为防止机器人在学习过程中跌倒损坏实际硬件,研究团队利用模拟到真实的传输技术,在模拟环境中训练,在高保真度的模拟器中进行评估,最终部署到Cassie机器人上。

在模拟中,机器人接受了描述直立行走等目标的信息后,AI引擎可以帮助其记住步行步骤,以此为基础添加更多信息,最终学会直立行走。此外,它还可以学会如何在轻微滑倒时防止摔倒,或从侧面被推倒时如何恢复。

一旦机器人在模拟中学会走路,研究人员便将此知识移植给Cassie,进行实际操作。后续实践中,研究人员计划继续在机器人中进行强化学习,看看它能走多远。

二、步态库中强化学习,让步伐更灵活稳健

研究团队基于强化学习( Reinforcement Learning;RL)方法,希望让Cassie通过系统学习法学会更敏捷的行走。强化学习又称增强学习、评价学习,是智能体以“试错”的方式进行学习,在环境交互中达成特定目的。

在此之前,研究者往往通过机械建模控制双足机器人行走,然而这种方式难以对复杂地面进行建模,机器人缺乏适应环境变化的能力和运动稳定性。基于强化学习的步行控制器,RL方法训练策略可以让机器人模拟步态库中的步态,通过随机训练增加其行为的多样性。这种多样性的增加,能够让Cassie应对以往无法建模的地面摩擦变化等环境因素,在随机环境下保持灵活稳健性。

三、AI追踪行走环境,步行速度、高度自动调

基于RL方法,研究人员建立了一种自适应调速步行控制器。这种控制器能够通过AI追踪Cassie的步行环境,并给其适当的行走策略。Cassie在不同场景下的行走策略,在实验中,Cassie能够执行各种敏捷行为,如快进和后退行走、侧身行走、改变行走高度,还能够在偏航时进行转身操作。

此外,Cassie还能够从路障等外界随机扰动中恢复。AI强化学习助机器人运动更敏捷,基于步态库的参考运动,AI强化学习可以帮助两足机器人学习步行、转弯、下蹲等运动状态,跟踪其行走环境以达到自动调速、转弯等功能,让机器人在运动中更好的达到灵活性和稳健性。

以上我们分享了AI机器人自己学习走路的全过程,未来AI强化学习还将在此基础上,助力两足机器人及其他机器人学习更多动态,敏捷的行为,如果您想了解更多相关信息,请您继续关注中培伟业。

标签: AI 机器人