Команда робототехников из Цюрихского технологического института (Швейцария) разработала, построила и протестировала четвероногого робота, способного играть в бадминтон с человеком.
Четвероногий робот с ракеткой играет в бадминтон с человеком
Команда робототехников из Цюрихского технологического института (Швейцария) разработала, построила и протестировала четвероногого робота, способного играть в бадминтон с человеком.
Робот наносит удар по волану. https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adu3922
Бадминтон — в общем похож на теннис. Главное отличие заключается в использовании волана, а не мяча. Цель та же: перебросить волан через сетку, расположенную в середине корта. Игра в бадминтон требует подвижности ног для быстрого занятия нужной позиции и ловкости рук для удара. Для робота дополнительная трудность еще и в том, что волан во время розыгрыша не касается земли, и реагировать нужно в буквальном смысле на лету.
Схема робота
В исследовании, опубликованном в журнале Science Robotics, группа использовала контроллер на основе обучения с подкреплением, чтобы дать роботу возможность отслеживать, предсказывать и реагировать на движение волана в игре, демонстрируя возможность использования многоногих роботов в динамичных спортивных сценариях.
Общий вид в статическом положении.
Ученые дали роботу не две ноги, а четыре. Такая конфигурация дает роботу гораздо большую устойчивость, гибкость и точность движений. Чтобы наделить робота такими способностями, исследователи оснастили его стереокамерой и динамичной рукой. Они оснастили робота контроллером, основанным на обучении с подкреплением, который позволяет роботу занять нужное место и точно отреагировать на удар.
Робот работает полностью на бортовом восприятии и вычислениях для обнаружения волана, предсказания траектории и управления конечностями. Он был протестирован в различных условиях, включая лабораторию, машинный зал и открытые площадки.
В помощь роботу была внедрена так называемая «модель восприятия шума», позволяющая сравнивать реальные данные с камеры с данными из информационной базы, которую робот создал в процессе обучения. Это позволило роботу выполнять действия бадминтониста, похожие на человеческие, например, выполнять удары и подавать мяч (наклонять основание назад или вперед), чтобы держать волан в поле зрения.
Тестирование показало, что тренировки оправдали себя: робот, которого команда назвала ANYmal-D, мог достаточно хорошо перемещаться по корту и поддерживать перекидку волана с человеком на протяжении 10 обменов ударами.