午夜精品人妻久久久-成年美女很黄的网站-在线看片免费人成视久网app-国产精品美女无遮挡一区二区-91精品国产综合久久久久-国产的免费视频又猛又爽又刺激-在线看片免费人成视久网app-久久香蕉国产精品视频-av一区二区三区高清

為了讓機器人適應各種地形,MIT的學霸用AI做了昆蟲仿生研究

京東數(shù)科新媒體編譯自 , 轉(zhuǎn)載請注明來源 。
本文核心觀點:
1. 麻省理工的研究人員開發(fā)了一套新系統(tǒng),可以針對各種地形優(yōu)化機器人的形狀;
2. 這個名為的系統(tǒng)工作起來分三個步驟:先定義問題,再擬定可能的解決方案,然后選擇最優(yōu)解決方案 。
3. 這個想法來自于其他動物的運動方式,特別是昆蟲、蜘蛛和龍蝦等節(jié)肢動物 。
如果你需要一個會爬樓梯的機器人,它應該是個什么形態(tài)?要像人一樣有兩條腿嗎?還是說得像螞蟻一樣有六條腿?
選擇正確的形態(tài)對機器人能否穿越特定地形至關重要,而要窮極每一種潛在的形態(tài)是不可能的 。不過現(xiàn)在,麻省理工開發(fā)的系統(tǒng)就可以進行完整模擬,并確定哪種設計最有效 。
當然 , 你首先要告訴這個叫做的系統(tǒng)你車間里現(xiàn)在有哪些機器人零件——比如輪子和關節(jié)等,你還得說明白機器人要用在什么地形上 。后面就看自行發(fā)揮了,它會為你的機器人生成一個優(yōu)化的結構和控制程序 。
這套系統(tǒng)可以為該領域注入一劑計算機輔助創(chuàng)意源泉 。”機器人設計仍然是一個手動為主的過程,”麻省理工計算機科學與人工智能實驗室(CSAIL)博士生 Allan Zhao 說道 。他將描述為一種”新的、更有創(chuàng)造性的機器人設計方法” 。
Zhao 是該論文的主要作者,他將在本月的亞洲大會上正式發(fā)表該論文 。共同作者包括博士生 Jie Xu、博士后 Mina ?-?、博士后 、博士生 以及麻省理工教授 Rus 和。
當你想打造需要穿越各種地形的機器人時,這些動物也許是最佳參照對象 。
機器人可以適用于幾乎無窮無盡的任務,然而”它們的整體形狀和設計往往都非常相似,”Zhao 解釋道 。舉例來說 , ”當你想打造一個需要穿越各種地形的機器人時,肯定第一時間會跳到四足動物身上(比如狗),”他補充道 。”我們在想,這是否真的是最佳設計 。”
Zhao 的團隊推測,更多的創(chuàng)新設計可以改善功能 。于是他們?yōu)樵撊蝿沾罱艘粋€計算機模型——一個不受之前慣例影響的系統(tǒng) 。雖然創(chuàng)造性是目標,但 Zhao 必須設定一些基本規(guī)則 。
機器人的形式”主要由無意義的設計組成”,Zhao 在論文中寫道 。”如果你能以任意的方式連接各部分,最終只能得到一個大雜燴,”他說道 。為了避免這種情況 , 他的團隊開發(fā)了一種”圖形語法”——一套關于機器人部件排列的約束條件 。例如,相鄰的腿應該用關節(jié)連接,而不是再與另一條腿連接 。這樣的規(guī)則確保每一個計算機生成的設計都能正常工作 。
Zhao 表示 , 他的圖形語法規(guī)則靈感并非來自其他機器人,而是來自動物,尤其是節(jié)肢動物,這些無脊椎動物包括昆蟲、蜘蛛和龍蝦 , 而節(jié)肢動物是一個進化的成功案例,占已知動物種類的 80% 以上 。”它們的特點是有一個主體 , 再配合數(shù)量不等的節(jié)段 。有些節(jié)段可能裝有腿,”Zhao 解釋道 。”而且我們注意到,這不僅足以描述節(jié)肢動物,而且還可以描述更多熟悉的形式,”包括四足動物 。盡管他加了一些機械”裝飾”,Zhao 還是用節(jié)肢動物那里獲得的靈感提升了機器人的靈活性 。
想得到最優(yōu)形態(tài)?這三個步驟必不可少
使用 Zhao 的圖形語法,的操作分為以下三個步驟:先定義問題人工智能機器人論文,再擬定可能的解決方案 , 然后選擇最優(yōu)解決方案 。
問題定義主要落在人類用戶身上,他們要輸入可用的機器人零部件集,如電機、腿和連接其他部位的節(jié)段 。”這是確保機器人能夠真正在現(xiàn)實世界中被制造出來的關鍵 , ”Zhao 說道 。用戶還得指定需要穿越的各種地形,其中可以包括臺階、平坦區(qū)域或濕滑表面等元素的組合 。
有了這些輸入, 就會利用圖形語法的規(guī)則設計出數(shù)十萬種潛在的機器人結構 。有些看起來隱約像一輛賽車,另一些看起來像蜘蛛,或者一個在做俯臥撐的人 。”能看到各種各樣的設計,對我們來說相當鼓舞人心 , ”Zhao 說道 。”它顯示了圖形語法強大的表現(xiàn)力 。”不過,雖然圖形語法在數(shù)量上不是問題,但它的設計并不總能達到最佳質(zhì)量 。
選擇最佳的機器人設計需要控制每個機器人的動作并評估其功能 。”到目前為止,設計出的機器人還只是結構 , ”Zhao 說道 。而控制器是將這些結構變?yōu)楝F(xiàn)實的一組指令,它會管理機器人各種電機的運動順序 。該團隊為每個機器人開發(fā)了一個控制器,并用到了一種名為”模型預測控制”的算法,該算法會優(yōu)先考慮快速前進運動 。
“機器人的形狀和控制器深深地交織在一起,”Zhao 解釋道,”這就是我們?yōu)槊恳粋€給定的機器人單獨優(yōu)化控制器的原因 。”一旦每個模擬機器人都獲得自由移動能力,研究人員就會通過”圖形啟發(fā)式搜索”來尋找性能優(yōu)異的機器人 。這種神經(jīng)網(wǎng)絡算法會反復對機器人集進行采樣和評估,它可以學習哪些設計能更好地執(zhí)行任務 。”啟發(fā)式函數(shù)會隨著時間的推移而改進,”Zhao 說道,”搜索會將我們指向最佳機器人 。”
設計師還沒拿起螺絲呢,系統(tǒng)就把工作完成了
哥倫比亞大學機械工程師與計算機科學家 Hod (他并沒有參與這個項目)表示:”這項工作是 25 年來探索自動設計機器人形態(tài)和控制的最高成就之一 。使用圖形語法的想法已經(jīng)有一段時間了,但沒有人將這個想法執(zhí)行得如此漂亮 。一旦我們能讓機器自動設計、制作和編程機器人,一切都不一樣了 。”
Zhao 將該系統(tǒng)看作人類創(chuàng)造力的火花 。他將描述為 “專為機器人設計師準備的工具,能擴展他們所利用機器人結構的空間” 。為了展示其可行性,他的團隊計劃在現(xiàn)實世界中建造和測試一些選出的最佳機器人 。Zhao 還補充稱,該系統(tǒng)可以被改造成追求地形穿越以外目標的機器人,而且他說可以幫助填充虛擬世界 。”比方說,在一個視頻游戲中,你想生成很多種類的機器人,這時就不需要藝術家去創(chuàng)造每一個機器人了,”Zhao 說道 。” 馬上就能拿出解決方案 。”
這個項目有沒有什么出人意料的成果?”大多數(shù)設計最后確實是四條腿的人工智能機器人論文 , ”Zhao 說道 。也許機器人設計師一直以來傾向于四足動物是對的 。”也許這樣真的是有什么意義吧 。”
【為了讓機器人適應各種地形,MIT的學霸用AI做了昆蟲仿生研究】本文到此結束,希望對大家有所幫助 。