LeMo robot je jedan od prvih projekata u kojem se koristi podržano učenje na robotima s nogama. Zbog toga roboti sada mogu hodati preko zahtjevnih terena, poput skliskog tla ili nagnutih stepenica
PLEŠU I RADE PIRUETE
Psi roboti mogu čovječanstvu pomoći u velikim katastrofama
Roboti uče hodati i raditi. Iako psi roboti još uvijek nisu čovjekovi najbolji prijatelji, prava autonomija i rasuđivanje učinit će ih korisnim partnerima u industriji, kod traganja i spašavanja, pa čak i u istraživanju svemira. No, moraju ići korak po korak, pa tako strojevi prvo uče lekcije iz biologije kako bi bolje hodali.
POGLEDAJTE VIDEO: Robot koji izgleda kao ljudsko biće
Pokretanje videa...
01:24
Iz zvučnika se čuju prvi akordi pjesme „Do you love me” benda The Contours, koju je 1960-ih izdala izdavačka kuća Motown, a roboti kreću s plesom. Nekoliko modela, uključujući i dvonožnu humanoidnu verziju, te četveronožnu napravu nalik na psa, plešu jedni s drugima. Njišu se, rade piruete i ritmički pomiču noge. Viralni video robota s nogama koji plešu izazvao je pravu pomutnju krajem 2020. godine, a objavila ga je američka robotička tvrtka Boston Dynamics. Reakcije su bile razne, od komentara kako se radi o kompjuterski generiranim efektima (CGI), do izražavanja straha jer bi roboti mogli zavladati svijetom. Međutim, uz sav impresivan tehnološki napredak, video je pokazao i ograničenja s kojima se susreću roboti s nogama. Dok je za ljude plesati jednostavno, robotima je ta radnja nevjerojatno teška, a snimanje trominutnog videa znači da je svaki pokret robota morao biti detaljno ručno skriptiran.
- Danas su roboti i dalje relativno glupi. Velik dio Boston Dynamics videa ručno su izrađeni pokreti za određeno okruženje. Potreban im je ljudski nadzor. Što se tiče prave autonomije i rasuđivanja, daleko smo od ljudi, životinja ili onoga što očekujemo zbog znanstvene fantastike - navodi Marco Hutter, profesor na sveučilištu ETH Zürich i stručnjak za robotiku.
Međutim, ovi roboti bi čovječanstvu mogli biti od velike pomoći. Mogli bi nam pomoći kada nas pogode katastrofe, mogli bi poboljšati industrijske procese i logistiku te nam pomoći i u istraživanju svemira. No, kako bi se to ostvarilo, moramo poboljšati izvedbu osnovnih zadaća robota, kao što je hodanje, te ih naučiti kako da to rade bez nadzora.
Virtualno učenje Projekt Europskog istraživačkog vijeća (ERC), LeMo, jedno je od istraživanja koje su pokrenuli europski znanstvenici kako bi pomogli robotima da se samostalnije kreću. Njihova ključna premisa je da pokretljivost nogu nije na razini na kojoj bi mogla biti, te da bi tehnike strojnog učenja to mogle poboljšati. LeMo je posebno usredotočen na takozvano podržano učenje (eng. reinforcement learning).
- Podržano učenje koristi simulaciju za generiranje ogromne količine podataka za obuku politike kontrole neuronske mreže. Što bolje robot hoda u simulaciji, dobije veću nagradu. Ako padne ili se spotakne, bude kažnjen - objašnjava Hutter, voditelj projekta LeMo.
Robot koji koriste u projektu je četveronožni robot nalik na psa te ima 50 kg. Na njemu se nalazi nekoliko kamera i senzora koji mu omogućuju da otkrije pokrete. To je standardna oprema za robote s nogama, no napredak projekta LeMo leži u softveru. Umjesto pristupa zasnovanog na modelu, gdje znanstvenici programiraju pravila u sustav, primjerice‚ kada je na podu kamen, podigni noge malo više, oni obučavaju sustav umjetne inteligencije u simulaciji.
Ovdje sustav robota neprestano hoda u simulaciji virtualnog terena i svaki put kada dobro izvrši zadatak, bude nagrađen. A svaki put kada neuspješno izvrši zadatak, bude kažnjen. Ponavljajući ovaj proces milijun puta, robot nauči hodati metodom pokušaja i pogreške.
- LeMo je jedan od prvih projekata u kojem se koristi podržano učenje na robotima s nogama. Zbog toga roboti sada mogu hodati preko zahtjevnih terena, poput skliskog tla ili nagnutih stepenica. Gotovo da više i ne padaju - kaže Hutter.
Koristeći se ovom tehnologijom, tim s ETH Züricha nedavno je osvojio 2 milijuna dolara pobijedivši na natječaju DARPA-e (Defense Advanced Research Projects Agency) gdje se od timova tražilo da razviju flotu robota kako bi sami istraživali izazovna podzemna područja.
- Roboti s nogama već se koriste za industrijske preglede i druge zadaće promatrača. No postoje i područja poput traganja i spašavanja, pa čak i istraživanja svemira, gdje nam je potrebna bolja pokretljivost. To možemo postići korištenjem tehnika poput podržanog učenja - navodi Hutter.
Prirodna inspiracija M-Runners, još jedan ERC-ov projekt, radi na izradi robota s nogama za rad u svemiru. Danas, kada na Mjesec ili Mars šaljemo robote, obično se radi o robotima s kotačima. Njihova je zadaća sletjeti i voziti se po relativno ravnom terenu.
- No, stvari koje su zanimljive geolozima obično se ne nalaze na ravnim površinama - navodi profesor Alin Albu-Schäffer, s Tehničkog sveučilišta u Münchenu i Njemačkog svemirskog centra. Nalaze se na mjestima na koja roveri ne mogu jednostavno doći, poput kanjona, dodaje.
Zbog toga postoji veliki interes za slanje robota s nogama u svemir. No, prije nego li se to ostvari, potrebna su istraživanja koja bi poboljšala funkcije tih robota. M-Runner pronalazi inspiraciju u prirodu.
- Naša je pretpostavka da je biologija energetski učinkovitija. Naši mišići i tetive ipak su elastični. Životinje, poput konja u galopu, koriste tu elastičnost za pohranu i oslobađanje energije. S druge strane, tradicionalni roboti su kruti i ne funkcioniraju na taj način - kaže Albu-Schäffer.
To znači da roboti s nogama nisu toliko učinkoviti koliko bi mogli biti. Međutim, pravi je izazov razumjeti te procese i prenijeti ih na robote. Potrebno je izvrsno razumijevanje biologije, ali i matematike, zbog stvaranja i ponavljanja pokreta. Složeni sustav udova, s velikom količinom međusobno ovisnih dijelova kao što su mišići, tetive i kosti, koji zajedno rade kako bi ponovili pokrete poput hodanja i trčanja.
- Znanost nema odgovor na pitanje kako matematički oblikovati ove procese - navodi Albu-Schäffer.
Baš to pitanje pokušava riješiti projekt M-Runner, te prenijeti znanje na robote. Ta je misija izrazito interdisciplinarna.
- Radimo na području biomehanike i bioloških sustava. Ali i na području neuroznanosti, matematike i fizike. A potom izrađujemo alate koji sve to primjenjuju na robote - kaže Albu-Schäffer.
Do sada se u sklopu projekta već izradio prototip robota, verzija veličine psa, na kojem znanstvenici testiraju različite vrste trčanja i hoda. Konačni cilj je primijeniti ovo teorijsko istraživanje na slučaj kao što je istraživanje svemira.
- U simulacijama uzimamo u obzir i nisku gravitaciju. U takvim slučajevima robot može izvoditi spektakularne skokove i uzimati veće korake - navodi Albu-Schäffer.
Izvan ovog istraživanja, roboti s nogama već se integriraju u naše gospodarstvo i društvo.
- Ovi su strojevi već u uporabi. Još uvijek se ne radi o kućanskim predmetima. No, u kontekstu industrije, sve su popularniji, a u Kini se istražuju i slučajevi uporabe u kućanstvima - navodi Hutter.
Međutim, kako bi bili privlačni na masovnom tržištu, roboti moraju postati bolji u hodanju i ponašanju u stvarnom svijetu. Zbog toga je potrebno više istraživanja.
- Roboti s nogama nisu isključivo tema Boston Dynamicsa. U Europi se također provode vrhunska istraživanja gdje možemo vidjeti pravi napredak u tehnologiji - navodi Albu-Schäffer.
Sve što je bitno, na dohvat ruke
Skini aplikaciju za najbolje iskustvo portala. Čitaj, komentiraj i budi uvijek u toku s najnovijim vijestima.
Odaberi temu koju želiš pratiti
Primaj sve nove vijesti o temi i budi u tijeku
