ИИ на четырех лапах: ученые создали робота, который адаптирует походку к незнакомой местности

Британские исследователи из Университета Лидса и Университетского колледжа Лондона (University College London, UCL) создали систему искусственного интеллекта, которая позволяет четверолапому роботу самостоятельно адаптировать походку, как это делают животные в природе, передает TechXplore. Важно, что это происходит без предварительных настроек и внешних подсказок. По словам авторов исследования, которое опубликовано в журнале Nature Machine Intelligence, это первый в мире пример использования стратегий биологического движения в автономном управлении ногами робота.

Робот, названный "Кларенс", за девять часов приобрел навыки перехода между рысью, бегом, прыжками и другими аллюрами, что значительно быстрее, чем обучение большинства молодых животных. По словам первого автора, аспиранта Школы машиностроения в Лидсе Джозефа Хамфриса, система позволяет роботу адаптироваться к изменениям окружающей среды так, как это делают собаки, кошки или лошади - меняя стиль походки для баланса, энергоэффективности или избежания опасности. В отличие от классических алгоритмов, которые требуют точного сценария, эта система способна самостоятельно выбирать тип движения в режиме реального времени.

Инженеры применили глубокое обучение с подкреплением: робот одновременно тренировался в сотнях смоделированных сред и формировал поведенческую память. После тренировки в симуляции, его протестировали на сложных поверхностях - древесной щепе, корнях, камнях, рыхлом грунте, без предварительной адаптации. Испытания показали, что робот свободно ориентируется и восстанавливает равновесие даже после целенаправленных физических препятствий. При этом робот не использовал сенсоров зрения или слуха.

"Это исследование было обусловлено фундаментальным вопросом: что, если бы роботы с ногами могли двигаться инстинктивно, как это делают животные? Вместо того, чтобы обучать роботов для выполнения конкретных задач, мы хотели дать им стратегический интеллект, который животные используют для адаптации своих ходов, используя такие принципы, как баланс, координация и энергоэффективность. Встраивая эти принципы в систему искусственного интеллекта, мы позволили роботам выбирать, как двигаться, на основе условий в режиме реального времени, а не по заранее запрограммированным правилам", - говорит старший автор исследования, профессор Чжоу из UCL.

Ученые убеждены, что технология имеет перспективы применения в:

• поисково-спасательных миссиях - в местах, где людям опасно находиться;
• исследованиях космоса и отдаленных территорий, где нет возможности постоянной корректировки действий машины;
• агросекторе и инфраструктурном мониторинге, где требуется высокая мобильность и адаптация к изменениям среды;
• это этическая альтернатива биомеханическим экспериментам на животных - благодаря имитации поведения без вреда живым организмам.

В будущем команда планирует научить роботов лазить, преодолевать вертикальные препятствия и выполнять динамические действия, например, прыжки на большие расстояния. Хотя пока система была протестирована на одном четвероногом устройстве, методика может быть применена к широкому спектру роботов с подобной морфологией.

Калифорнийский стартап Dexterity, разрабатывающий "супергуманоидных" роботов для сложных производственных условий, получил статус "единорога" с оценкой $1,65 млрд. Этот термин означает частную компанию, которая достигла миллиардной стоимости без выхода на биржу. Основатель компании Самир Менон стремится не заменить человека, а усилить его возможности с помощью робототехники.