卡耐基梅隆大學(xue)計算機科學(xue)學(xue)院(yuan)和(he)加州大學(xue)伯克利分校的(de)研究人員(yuan)設計了(le)一種(zhong)機器人體系，使(shi)一個低成本、腿(tui)相對較小的(de)機器人可(ke)(ke)以(yi)正在(zai)靠近其高度的(de)處(chu)所高低樓梯，可(ke)(ke)穿越巖(yan)石(shi)(shi)、濕滑(hua)、不服、峻峭和(he)多變的(de)地形。可(ke)(ke)逾越鴻溝、剝(bo)落巖(yan)石(shi)(shi)和(he)路(lu)緣石(shi)(shi)，乃至可(ke)(ke)以(yi)正在(zai)烏烏暗事情。

　　機器(qi)(qi)人(ren)研究所助(zhu)理傳授Deepak Pathak示(shi)意(yi)：“給(gei)予(yu)小(xiao)型機器(qi)(qi)人(ren)爬(pa)樓梯(ti)和(he)處置各類環境的才能，關于開發在人(ren)們(men)家庭中(zhong)和(he)搜救舉措(cuo)中(zhong)有效(xiao)的機器(qi)(qi)人(ren)至關重要。這個體系發明了(le)一個壯大且適應性強的機器(qi)(qi)人(ren)，能夠履(lv)行(xing)很(hen)多(duo)平常義務。”

　　該團隊(dui)讓機(ji)(ji)器人(ren)進(jin)行了測試(shi)，正在(zai)不平坦的(de)(de)(de)樓梯和大眾公園的(de)(de)(de)山(shan)坡上(shang)測試(shi)它(ta)，挑(tiao)(tiao)釁(xin)它(ta)跨過踩(cai)石(shi)和潤滑的(de)(de)(de)外觀(guan)，并(bing)規定(ding)它(ta)爬樓梯，由于它(ta)的(de)(de)(de)高度相(xiang)當于人(ren)類(lei)跳過阻礙。該機(ji)(ji)器人(ren)依附其視覺(jue)和一(yi)臺小(xiao)型(xing)機(ji)(ji)載計算機(ji)(ji)快速順應(ying)并(bing)控制(zhi)具有挑(tiao)(tiao)釁(xin)性的(de)(de)(de)地形。

　　研究人(ren)員正(zheng)(zheng)在一個(ge)模(mo)擬(ni)器(qi)頂(ding)用(yong)4000個(ge)克(ke)隆的(de)機械(xie)人(ren)練(lian)習(xi)機械(xie)人(ren)，正(zheng)(zheng)在那里他們正(zheng)(zheng)在挑(tiao)戰性(xing)的(de)地形上(shang)操練(lian)行走和(he)攀爬(pa)。模(mo)擬(ni)器(qi)的(de)速度許(xu)可機械(xie)人(ren)正(zheng)(zheng)在一天(tian)內得到六年的(de)經(jing)歷(li)。模(mo)擬(ni)器(qi)還(huan)將練(lian)習(xi)過程中學到的(de)活動技術(shu)存儲正(zheng)(zheng)在神經(jing)網(wang)絡(luo)中，研究人(ren)員將其復制(zhi)到實(shi)在機械(xie)人(ren)上(shang)。這類要(yao)(yao)領不需要(yao)(yao)對機械(xie)人(ren)的(de)活動舉行任(ren)何手動工程——這與傳(chuan)統(tong)要(yao)(yao)領差別(bie)。

　　絕大多數機器(qi)人體系(xi)運用相機來建立(li)周圍環(huan)境的(de)(de)輿圖，并在實行(xing)之前運用該(gai)輿圖來計劃挪動(dong)。這一歷程很慢，并且(qie)因(yin)為映照(zhao)階段固有的(de)(de)含糊(hu)性(xing)、沒(mei)有準確性(xing)或誤會(hui)，往往會(hui)出現問題(ti)，進(jin)而危害后續的(de)(de)計劃和挪動(dong)。測(ce)繪和計劃在專注(zhu)于(yu)高水平節制的(de)(de)體系(xi)中很有效，但并沒(mei)有老是合適低水平技術(shu)的(de)(de)靜(jing)態需求，例如果在具(ju)有挑戰性(xing)的(de)(de)地(di)形上行(xing)走或跑步。

　　新系統(tong)繞過了映(ying)照和(he)計劃階段(duan)，直接將視覺輸入路由到機(ji)器人(ren)的掌(zhang)握。機(ji)器人(ren)看到的器材(cai)決意了它(ta)若何(he)挪動(dong)。乃至研(yan)究人(ren)員也沒有(you)詳(xiang)細(xi)闡明(ming)腿(tui)該當若何(he)挪動(dong)。這項手(shou)藝使機(ji)器人(ren)可以快速(su)應對迎面(mian)而來的地形(xing)，并有(you)效地根據地形(xing)。

　　由于不需要繪制(zhi)地圖或計劃，而且運(yun)用(yong)(yong)機械(xie)進修來(lai)鍛煉舉措(cuo)，所以機械(xie)人自己可所以低(di)成本(ben)的(de)。該團隊(dui)運(yun)用(yong)(yong)的(de)機械(xie)人最(zui)少(shao)比現有替代品廉價25倍(bei)。該團隊(dui)的(de)算法有可能使(shi)低(di)成本(ben)機械(xie)人更廣泛(fan)地運(yun)用(yong)(yong)。

　　SCS機械(xie)進(jin)修(xiu)博士生Ananye Agarwal說：“這個(ge)體(ti)系直(zhi)接利用視覺和來源于身體(ti)的(de)反應作為輸入，向機械(xie)人(ren)的(de)機電輸出號令。這項(xiang)技能(neng)使體(ti)系正在實際天下中(zhong)十分壯大。假如它正在樓梯(ti)上滑(hua)倒，它能(neng)夠規復。它能(neng)夠進(jin)入未知環境并順應。”

　　這類(lei)節制方面的直接視(shi)覺(jue)(jue)是受生(sheng)物(wu)學啟示(shi)的。人(ren)類(lei)和植物(wu)使用視(shi)覺(jue)(jue)挪動。試著閉(bi)著眼睛跑步或均衡。該團隊先前的研討評釋，瞽者(zhe)機器人(ren)（沒有攝像頭(tou)的機器人(ren)）能夠(gou)制服(fu)具有挑戰性的地形(xing)，但增(zeng)添視(shi)覺(jue)(jue)并依附視(shi)覺(jue)(jue)能夠(gou)大大改良體系。

　　該團隊(dui)還將目光投向自然(ran)，尋覓體(ti)系的(de)其(qi)(qi)他元(yuan)素。關于一個(ge)身(shen)高(gao)不(bu)到(dao)一英尺的(de)小型機器(qi)人(ren)來講，要爬上靠(kao)近其(qi)(qi)高(gao)度的(de)樓梯或停(ting)滯物，它(ta)學會(hui)了(le)采(cai)納人(ren)類用(yong)來跨太高(gao)停(ting)滯物的(de)舉措。當(dang)一個(ge)人(ren)不(bu)得不(bu)不(bu)把(ba)腿(tui)抬得很高(gao)才(cai)可以爬上一個(ge)橫檔或停(ting)滯時，它(ta)會(hui)用(yong)臀部把(ba)腿(tui)移(yi)到(dao)一邊，稱為(wei)外展和內收，那樣會(hui)給它(ta)更(geng)多的(de)空(kong)間(jian)。Pathak團隊(dui)設計的(de)機器(qi)人(ren)體(ti)系也是如斯，利用(yong)髖關節外展來降服(fu)攔(lan)阻市場上一些(xie)最進步前輩的(de)腿(tui)部機器(qi)人(ren)體(ti)系的(de)停(ting)滯。

　　四(si)足(zu)植物(wu)后(hou)腿(tui)(tui)(tui)的(de)活(huo)動還(huan)啟發了(le)該團隊。當貓穿過障礙物(wu)時，它的(de)后(hou)腿(tui)(tui)(tui)會避開取前腿(tui)(tui)(tui)不(bu)異(yi)的(de)物(wu)體(ti)，而(er)不(bu)容易借助鄰近的(de)一雙(shuang)眼睛。“四(si)條(tiao)腿(tui)(tui)(tui)的(de)植物(wu)有一種影(ying)象(xiang)(xiang)，使它們(men)的(de)后(hou)腿(tui)(tui)(tui)可以(yi)(yi)(yi)追蹤前腿(tui)(tui)(tui)。我(wo)們(men)的(de)體(ti)系(xi)以(yi)(yi)(yi)類似(si)的(de)體(ti)例事情(qing)。”Pathak說。該體(ti)系(xi)的(de)車載影(ying)象(xiang)(xiang)使后(hou)腿(tui)(tui)(tui)可以(yi)(yi)(yi)記著火線攝(she)像頭(tou)所(suo)看到的(de)內容，并開展(zhan)靈(ling)活(huo)以(yi)(yi)(yi)避開障礙物(wu)。

　　“因為沒(mei)有(you)輿(yu)圖(tu)，沒(mei)有(you)計劃，我們的(de)(de)體系會(hui)記著地形和(he)它若何挪動(dong)前腿，并(bing)將其轉換為后腿，做得如(ru)斯敏捷和(he)完美。”伯克利大(da)學博士生(sheng)Ashish Kumar說道。這項研討多是辦理腿機械人面臨的(de)(de)現有(you)挑(tiao)釁并(bing)將其帶到人們家庭中的(de)(de)一大(da)步。