Engenheiros ensinam um robô quadrúpede a subir escadas padrão

Uma equipe de engenheiros de robótica da ETH Zurich, Robotics Systems Lab, modificou um robô quadrúpede ANYbotics ANYMal para permitir que ele suba uma escada padrão de maneira fácil e eficaz. O grupo escreveu um documento descrevendo seus esforços e resultados e o publicou no arXiv servidor de pré-impressão.

Durante muitos anos, os fabricantes que implementaram robôs nas suas instalações notaram que, embora os robôs tenham percorrido um longo caminho na substituição de trabalhadores humanos, uma área em que ficam aquém é subir escadas simples. Em resposta, engenheiros de várias empresas tentaram dar essa habilidade aos robôs, quase todos eles eram robôs do tipo humanóide bípede.

Esses robôs são normalmente muito lentos e hesitantes e não muito úteis em um ambiente do mundo real. Neste novo esforço, a equipe de pesquisa modificou um robô quadrúpede de trabalho padrão, conhecido como ANYMal, de uma forma que lhe permite subir escadas padrão com muita rapidez e agilidade.

A equipe observou que a maioria das “mãos” ou “patas” dos robôs não são muito propícias para subir escadas. Os humanos, observam eles, formam um gancho com as mãos e depois seguram cada degrau à medida que avançam para cima. Portanto, a equipe de pesquisa começou projetando uma pata personalizada com uma capacidade de preensão semelhante a um gancho – que permitia apertar assim que o gancho fosse feito. Eles então usaram o aprendizado por reforço para ensinar o robô a usar seus ganchos para subir uma escada.

Para agilizar o treinamento, os pesquisadores utilizaram uma simulação onde foi empregada uma abordagem privilegiada professor-aluno, onde o professor teve acesso a vídeos observacionais de robôs simulados subindo escadas em diversos ambientes e onde foram encontrados problemas, como um movimento oscilante. escada ou um degrau perdido. Esse treinamento permitiu o aprendizado de habilidades robustas de escalada. Vários robôs de alunos foram então ensinados, permitindo-lhes imitar o professor.

Depois de treinar completamente um robô de teste, a equipe de pesquisa o soltou em um ambiente do mundo real, onde foi solicitado a subir uma variedade de escadas. Os pesquisadores descobriram que ele teve sucesso em aproximadamente 90% das vezes. Eles também descobriram que seu robô modificado superou em muito o mesmo tipo de robô sem os pés em forma de gancho.

A equipe de pesquisa planeja continuar seu trabalho com escalada em escadas, na esperança de adicionar mais recursos, como a capacidade de atravessar escadas em ambientes não estruturados sem a necessidade de equipamentos de captura de movimento.

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