Der Roboter passt sich dem Verlust von Gliedmaßen an

Die Zeitschrift Nature veröffentlichte einen Artikel mit dem Titel Roboter, die sich wie Tiere anpassen können. Es zeigt, wie sich Roboter in weniger als 2 Minuten von einer Verletzung erholen können. Das obige Video zeigt, wie sich ein sechsbeiniger Roboter anpasst und auch mit zwei gebrochenen Beinen weitergeht. Der entwickelte Algorithmus ist auch auf den Roboterarm anwendbar.

Lebewesen haben eine starke Fähigkeit, sich an Verletzungen anzupassen. Der Hund kann seine Pfote verlieren, aber nach einer Weile kann er immer noch mit seinem Besitzer spielen. Ein verstauchter Knöchel findet einen Weg, sich weiter zu bewegen. Diese Funktionen sind sehr nützlich bei Robotern, die auch Körperteile verlieren können. Laut den Forschern beginnen Tiere nicht von Grund auf mit dem Training, wenn sie verletzt sind. Stattdessen verwenden sie Intuition. Sie wählen verschiedene Möglichkeiten, um weiterzuarbeiten, testen sie und wählen die richtige aus. Ein Team von Wissenschaftlern hat es geschafft, Roboter zu entwickeln, die ungefähr dasselbe tun.

Vor dem Start des Betriebs verwendet der Roboter eine Computersimulation des Fortschritts. Auf diese Weise wird eine detaillierte Verhaltenskarte basierend auf dem neuen evolutionären MAP-Elites-Algorithmus erstellt. Die Karte enthält Darstellungen des Roboters über verschiedene Arbeitsmethoden und eine Bewertung ihres Erfolgs. Hexapod wird beschädigt und versucht, diese Ansichten zur Steuerung des Lernalgorithmus zu verwenden. Die alten Gehmethoden funktionieren nicht mehr - für sechs gesunde Gliedmaßen wurde eine Karte erstellt. Es werden Experimente durchgeführt, um das Kompensationsverhalten und die Bayes'sche Optimierung schnell zu erkennen. Der neue Algorithmus heißt Intelligent Trial and Error.

Nach einer Verletzung lernt der Roboter. Er hat Ideen zu früheren Verhaltensweisen, die möglicherweise funktionieren, und beginnt, sie zu testen. Diese Ideen basieren jedoch auf der Simulation eines Roboters ohne Schaden. Daher müssen Sie einen Weg finden, sie zu ändern, damit sie funktionieren. Der Roboter macht Experimente. Wenn ein Verhalten nicht funktioniert, schließt der Roboter seine gesamte Gruppe aus und versucht etwas anderes. Wenn beispielsweise Bewegungen mit den Vorderbeinen nicht helfen, versucht der Roboter, das Heck zu bewegen. Nach den Ergebnissen der Experimente ist der wichtigste Teil das Mapping und Arbeiten damit. Interessanterweise ähneln die Bewegungen des Hexapods den Bewegungen eines verwundeten Tieres.

Die Forscher waren beeindruckt von der Geschwindigkeit, mit der beschädigte Roboter trainiert wurden. Die Anpassung dauert weniger als zwei Minuten. Im Video dauert dieser Vorgang 20 bis 30 Sekunden. Infolge der Anpassung bewegt sich ein sechsbeiniger Roboter manchmal etwas schneller als zuvor. Der gleiche Algorithmus funktioniert mit vielen anderen Robotern. Das Video zeigt beispielsweise einen Test eines Manipulatorarms, dessen Aufgabe es war, ein Objekt zu einem bestimmten Punkt zu transportieren. Es wurde gezeigt, dass die Methode es Ihnen ermöglicht, sich an den Verlust von zwei Gliedmaßen von sechs und den Ausfall von zwei Motoren des Armmanipulators anzupassen. Hexapod konnte sich auf sechs verschiedene Arten von Verletzungen einstellen, einen Roboterarm - unter 14 Jahren.

Neue Technologien können dazu beitragen, autonomere und zuverlässigere Roboter zu entwickeln. Such- und Rettungsaktionen sind nicht mit der Aufmerksamkeit von Robotern verbunden, und Roboter mit persönlichen Assistenten sind auch bei schwerwiegenden Fehlfunktionen weiterhin nützlich.

Basierend auf Materialien von Phys.org und der Nachrichtenseite der University of Wyoming . DOI: 10.1038 / nature14422 .