Disney вчить роботів правильно падати (ВІДЕО)

Двоногі роботи - складні та дорогі машини, але під час падіння вони зазвичай поводяться зовсім не витончено: один незграбний рух або поштовх - і робот жорстко врізається в підлогу, ризикуючи пошкодити камери та інші чутливі компоненти.

Команда Disney Research у Цюріху (Швейцарія) представила систему, яка вчить робота падати м'яко, контрольовано і навіть красиво, повідомляє Techxplore.

Традиційні підходи до захисту роботів при падінні малоефективні. Приводи можуть "застигати", перетворюючи робота на жорстку конструкцію, яка б'ється об підлогу з максимальною силою. Альтернатива - повністю "знерухомити" механіку, дозволивши роботу перекидатися як вийде, але тоді рух перетворюється на хаотичне падіння. Інший варіант - заздалегідь запрограмовані сценарії падіння, які працюють тільки за простих, повільних рухів і передбачуваних ситуацій.

У новій роботі, викладеній на сервер препринтів arXiv, інженери Disney описують, як використовували навчання з підкріпленням (reinforcement learning), щоб навчити робота безпечних і "стилізованих" падінь. У комп'ютерному симуляторі вони запустили тисячі віртуальних двоногих роботів і змусили їх падати під різними кутами і з різних поз.

За кожне падіння віртуальний робот отримував "нагороду" за два ключові результати: мінімізацію сили удару об поверхню і досягнення заданої кінцевої пози із заздалегідь визначеного набору. Постійний зворотний зв'язок дав змогу системі виробити загальну стратегію "граціозного краху" - незалежно від того, як саме почалося падіння.

Отриману політику управління було потім перенесено на реального двоногого робота. Команда вибрала 10 ефектних кінцевих поз, які заздалегідь розробили художники. Робота навмисно штовхали або підбивали палицею з різних сторін і під випадковими кутами, щоб спровокувати падіння.

У результаті робот багаторазово падав, але не зазнав помітних пошкоджень і повністю зберіг працездатність. Щоразу він виконував контрольований рух, намагаючись завершити падіння в одній із заданих артистичних поз.

"Наш метод забезпечує м'яку поведінку під час падіння і захищає найбільш чутливі частини робота незалежно від напрямку падіння", - пишуть автори. За їхніми словами, це перший загальний підхід, що демонструє керовані користувачем падіння двоногого робота в реальних умовах.

Тепер команда Disney планує перевірити, наскільки підхід універсальний. У планах - випробування на інших типах роботів, наприклад чотирилапих, щоб зрозуміти, чи можна так само навчати безпечних падінь і їх.

Ще одне завдання - навчити робота передбачати початок падіння. Зараз система вмикається тільки після того, як падіння вже почалося. Дослідники хочуть, щоб алгоритм заздалегідь розпізнавав втрату балансу і запускав захисний маневр до критичного моменту.

Крім того, розробники мають намір навчити робота не тільки гарно падати, а й настільки ж впевнено і плавно підніматися з підлоги - тобто замкнути цикл "падіння-вставання", зберігаючи враження живого, природного руху.