Czworonożny bramkarz

fot. pixabay

Grupa badaczy Hybrid Robotics Group utworzona przez członków Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, Uniwersytetu Simna Frasera i Insytutu Technicznego Georgii opracowała model uczenia ze wzmocnieniem, który pozwala czworonożnemu robotowi na efektywne granie w piłkę nożną w roli bramkarza.

W pracach pod przewodnictwem Xiaoyu Huanga brali udział: Zhongyu Li, Yanzhen Xiang, Yiming Ni, Yufeng Chi, Yunhao Li, Lizhi Yang, Xue Bing Peng oraz Koushil Sreenath. Robotyczna realizacja umiejętności bramkarskich wymaga od robota szybkiej reakcji na poruszającą się piłkę i przechwytywania jej za pomocą dynamicznych manewrów w bardzo krótkim czasie.

Kluczowym celem ostatnich prac Huanga i jego współpracowników było stworzenie czworonożnego robota-bramkarza, który może doskonalić swoje umiejętności podczas gry. W tym celu badacze opracowali model uczenia przez wzmocnienie, który szkoli robota metodą prób i błędów, a nie za pomocą ustalonej, opracowanej przez człowieka strategii.

- Maszyna najpierw uczy się zasad lokomocji, aby wykonywać różne sekwencje ruchu, jednocześnie śledząc realizowane trajektorie odnóży robota - wyjaśnili naukowcy - Na podstawie tych danych opracowuje zasady planowania wysokiego poziomu, aby wybrać optymalną umiejętność i ruch służące do przechwycenia piłki.

Naukowcy przeszkolili swój model w serii symulacji gry w piłkę nożną. Następnie zaimplementowali zasady wyuczone przez Mini Cheetah w prawdziwym czworonożnym robocie opracowanym przez MIT i przetestowali jego działanie w rzeczywistym świecie. Ramy uczenia stworzone przez Huanga i jego współpracowników znacznie poprawiają umiejętności robota w roli bramkarza. W rzeczywistych testach był w stanie obronić 87,5% z 40 oddanych w losowy sposób strzałów.

- Najciekawszym aspektem naszej pracy jest to, że przy użyciu proponowanej przez nas metody czworonożny robot Mini Cheetah jest w stanie wykonywać bardzo dynamiczne i zwinne ruchy, takie jak skakanie i nurkowanie, a także szybkie i precyzyjne akty manipulacji piłką, takie jak jej odpychanie za pomocą rozkołysanych nóg w bardzo krótkim czasie - podkreślili badacze - Przesuwa to granice możliwości lokomocji w robotyce.

W przyszłości model stworzony przez zespół może zostać wykorzystany do poprawy wydajności robotów zaprojektowanych do udziału w RoboCup i innych zautomatyzowanych zawodach piłkarskich. Ponadto może poprawiać zwinność i i zdolności fizyczne czworonożnych robotów zaprojektowanych do wykonywania zupełnie innych zadań, takich jak misje poszukiwawczo-ratownicze.

- Mamy nadzieję, że w niedalekiej przyszłości będziemy w stanie umożliwić czworonożnym robotom konkurowanie z ludzkimi piłkarzami - dodali naukowcy - Roboty muszą w tym czasie nauczyć się wykonywać bardziej dynamiczne i zwinne ruchy oraz osiągnąć większy poziom inteligencji w ramach gry w piłkę nożną.

(rr)