Inteligentna adaptacja w czasie rzeczywistym
Strategie przystosowawcze obserwowane u zwierząt zostały zaimplementowane w systemie AI, co pozwoliło robotowi – nazwanemu Clarence – na spontaniczną zmianę chodu w zależności od rodzaju nawierzchni. Dzięki zastosowaniu metod głębokiego uczenia ze wzmocnieniem, robot przyswoił wymagane umiejętności w zaledwie 9 godzin – i to wyłącznie na etapie symulacji komputerowej. Wszystkie treningi przeprowadzono w środowisku symulacyjnym – opracowaną strategię ruchu wdrożono bezpośrednio na fizycznym robocie, uzyskując taką samą efektywność jak w symulacji.
W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Machine Intelligence, główny autor badania Joseph Humphreys z Wydziału Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu w Leeds tłumaczy, że zaprojektowany framework pozwala robotowi dostosowywać krok do środowiska bez konieczności ingerencji w system.
- Nasze rozwiązanie może znacząco wpłynąć na przyszłość sterowania ruchem robotów kroczących, eliminując dotychczasowe ograniczenia adaptacyjności. Wykorzystaliśmy podejście bio-inspired, czyli inspirowane naturą, do nauczania oszczędzania energii, regulowania ruchu w zależności od potrzeb oraz zapamiętywania wzorców chodu.
Po przeszkoleniu w wirtualnym środowisku robot został przetestowany w rzeczywistych warunkach – na nawierzchniach, których wcześniej nie znał. Z powodzeniem poradził sobie z każdą z nich.
Połączenie trzech filarów lokomocji
Zespół badawczy podkreśla, że to pierwszy system, który jednocześnie integruje trzy kluczowe mechanizmy zwierzęcej lokomocji w ramach uczenia ze wzmocnieniem: strategię zmiany chodu, pamięć proceduralną ruchu oraz adaptację motoryczną. Taka kombinacja umożliwia przeniesienie strategii z symulacji bezpośrednio do robota fizycznego, bez potrzeby dodatkowego strojenia.
Wizja przyszłości
Prof. Chengxu Zhou z UCL, współautor badania, dodaje:
- Naszą motywacją było pytanie: co, gdyby roboty kroczące mogły poruszać się instynktownie, jak zwierzęta? Nie chcieliśmy ich programować do konkretnych zadań, lecz wyposażyć w inteligencję strategiczną, umożliwiającą adaptację do warunków – z wykorzystaniem zasad takich jak równowaga, koordynacja i efektywność energetyczna.
Dzięki temu roboty mogą dostosowywać sposób poruszania się do warunków w czasie rzeczywistym – bez sztywno zakodowanych reguł – co pozwala im działać skutecznie nawet w zupełnie nowych, nieznanych środowiskach.
Badanie zostało częściowo sfinansowane przez Royal Society oraz Advanced Research and Invention Agency (ARIA). W przyszłości zespół planuje rozwój kolejnych umiejętności, takich jak skakanie na duże odległości, wspinaczka czy pokonywanie stromych lub pionowych powierzchni.
Źródło: The Engineer
