Inžinieri v Zürichu navrhli novú techniku ovládania, vďaka ktorej je nohatý robot s názvom ANYmal schopný ľahko a s istotou prekonávať náročný terén. Pomocou strojového učenia sa robotovi po prvýkrát podarilo skombinovať vizuálne hodnotenie prostredia s hmatom.
Strmé svahy na klzkom povrchu, schody, zosuvy skál a lesná cesta s koreňmi: cesta na vrch Etzel na južnom cípe Zürišského jazera vo výške 1 098 metrov je posiata prekážkami. Napriek tomu štvornohý robot ANYmal z Centrálneho laboratória v Zürichu bez problémov prekonal celú 120-metrovú vertikálnu trasu za 31 minút. To je o 4 minúty viac, ako je odhadovaný čas chôdze človeka, a to bez pádov alebo chýb. Tento výkon umožnila nová technológia kontroly, ktorej výsledky nedávno zverejnila ETH Zürich.
Robot sa naučil kombinovať vizuálne vyhodnocovanie prostredia s hmatom založeným na priamom kontakte s nohami. Vďaka tomu sa môže pohybovať rýchlejšie, efektívnejšie a hlavne stabilnejšie po nerovnom teréne. V budúcnosti sa ANYmal môže používať v akomkoľvek teréne, ktorý je pre človeka veľmi nebezpečný alebo je ťažko priechodný aj pre iné roboty.
Jasný pohľad na prostredie
Pri navigácii v náročnom teréne ľudia aj zvieratá úplne automaticky kombinujú vizuálne vnímanie okolia s vlastným vnímaním nôh a rúk. Vďaka tomu sa ľahko pohybujú po klzkom alebo sypkom teréne, a to aj za zhoršenej viditeľnosti. Roboty s nohami to doteraz dokázali len vo veľmi malej miere.
Faktom je, že údaje o bezprostrednom okolí zaznamenané laserovými snímačmi a kamerami môžu byť neúplné a nejasné. Napríklad vysoká tráva, plytké kaluže alebo sneh sú vnímané ako nepriechodné prekážky alebo sa javia ako čiastočne neviditeľné, zatiaľ čo robot ich v skutočnosti dokáže prejsť. Okrem toho môžu viditeľnosť robota v teréne sťažovať náročné svetelné podmienky, prach alebo hmla. Z tohto dôvodu sa roboty ako ANYmal musia naučiť sami rozhodovať, kedy dôverovať vizuálnemu prostrediu a postupovať rýchlo a kedy opatrne a po malých krokoch.
Virtuálny boot camp
Vďaka novému ovládaču založenému na neurónovej sieti je teraz dvojnohý robot ANYmal schopný kombinovať vonkajšie a vizuálne zmysly. Predtým, ako mohol robot otestovať svoje schopnosti v reálnom prostredí, výskumníci ho otestovali pomocou virtuálneho výcvikového tábora, v ktorom sa systém stretol s mnohými prekážkami a zdrojmi chýb. Vďaka tomu sa sieť naučila optimálnu metódu prechádzania prekážok, ktorá umožňuje robotovi vyrovnať sa s nimi, ako aj zistiť, kedy sa má spoliehať na externé údaje a kedy je lepšie ich ignorovať.
Vďaka tomuto tréningu robot zvládne aj ten najťažší prírodný terén bez toho, aby ho predtým videl. Takýto systém funguje aj vtedy, keď sú informácie zo senzorov o prostredí nejasné alebo nejednoznačné. V tomto prípade robot koná opatrne a spolieha sa na vlastnú propriocepciu. Robot tak môže kombinovať to najlepšie z oboch svetov: reakcie a účinnosť externých senzorov a spoľahlivosť proprioceptívnych senzorov.
Prevádzka v kritických prostrediach
Či už pri odstraňovaní následkov zemetrasení, jadrových katastrof alebo pri lesných požiaroch, roboty ako ANYmal sa dajú použiť predovšetkým tam, kde sú ľudia príliš nebezpeční a kde sú problémy, s ktorými si iné roboty nevedia poradiť.