Dviejų rankų robotas, laikantis traškų. Vaizdas: Yijiong Lin
Naujoji „Bi-Touch“ sistema, sukurta Bristolio universiteto mokslininkų ir įsikūrusi Bristolio robotikos laboratorijoje, leidžia robotams atlikti rankines užduotis, suvokiant, ką daryti iš skaitmeninio pagalbininko.
Išvados, paskelbtos IEEE Robotics and Automation Letters, parodo, kaip AI agentas interpretuoja savo aplinką remdamasis lytėjimo ir propriocepciniu grįžtamuoju ryšiu, o tada kontroliuoja robotų elgseną, leidžiančią tiksliai aptikti, švelniai sąveikauti ir veiksmingai manipuliuoti objektu, kad galėtų atlikti robotines užduotis.
Ši plėtra gali sukelti revoliuciją tokiose pramonės šakose kaip vaisių skynimas, namų ūkio paslaugos ir galiausiai atkurti prisilietimą prie dirbtinių galūnių.
Pagrindinis autorius Yijiong Lin iš Inžinerijos fakulteto paaiškino: „Naudodami mūsų „Bi-Touch“ sistemą, per porą valandų galime lengvai išmokyti dirbtinio intelekto agentus virtualiame pasaulyje, kad būtų galima atlikti dvirankio darbo užduotis, pritaikytas liesti. Ir dar svarbiau, kad galime tiesiogiai pritaikyti šiuos agentus iš virtualaus pasaulio į realų pasaulį be tolesnio mokymo.
„Litimo bimanualinis agentas gali išspręsti užduotis net esant netikėtiems sutrikimams ir švelniai manipuliuoti subtiliais objektais.
Bimanualinis manipuliavimas su lytėjimo grįžtamuoju ryšiu bus raktas į žmogaus lygio roboto miklumą. Tačiau ši tema yra mažiau išnagrinėta nei vienos rankos nustatymai, iš dalies dėl to, kad yra tinkama aparatinė įranga ir sudėtinga kurti efektyvius valdiklius užduotims, kuriose yra santykinai didelės būsenos veiksmų erdvės. Komanda sugebėjo sukurti lytėjimo dviejų rankų robotų sistemą, naudodama naujausius AI ir robotų lytėjimo jutimo pasiekimus.
Tyrėjai sukūrė virtualų pasaulį (modeliavimą), kuriame buvo dvi roboto rankos su lytėjimo jutikliais. Tada jie sukuria atlygio funkcijas ir tikslo atnaujinimo mechanizmą, kuris galėtų paskatinti robotų agentus išmokti atlikti dvirankio darbo užduotis, ir sukūrė realaus pasaulio lytėjimo dviejų rankų robotų sistemą, kuriai jie galėtų tiesiogiai pritaikyti agentą.
Robotas mokosi bimanualinių įgūdžių per gilųjį mokymąsi (Deep-RL), vieną pažangiausių robotų mokymosi technikų. Jis skirtas išmokyti robotus daryti dalykus, leidžiant jiems mokytis iš bandymų ir klaidų, panašių į šuns dresavimą su apdovanojimais ir bausmėmis.
Robotų manipuliacijų metu robotas mokosi priimti sprendimus bandydamas atlikti įvairius veiksmus, kad pasiektų paskirtas užduotis, pavyzdžiui, pakeldamas objektus jų nenumesdamas ir nesulaužydamas. Kai pasiseka, gauna atlygį, o kai nepavyksta, išmoksta, ko nedaryti. Laikui bėgant, ji nustato geriausius būdus, kaip patraukti daiktus naudojant šiuos apdovanojimus ir bausmes. AI agentas yra vizualiai aklas, pasikliaujantis tik proprioceptiniu grįžtamuoju ryšiu – kūno gebėjimu pajusti judesį, veiksmą ir vietą bei lytėjimo grįžtamąjį ryšį.
Jie sugebėjo sėkmingai įgalinti dviejų rankų robotą saugiai pakelti tokius trapius daiktus kaip vienas „Pringle“ traškutis.
Bendraautorius profesorius Nathanas Lepora pridūrė: „Mūsų „Bi-Touch“ sistema demonstruoja perspektyvų metodą su prieinama programine ir aparatine įranga, skirta mokytis bimanualinio elgesio su prisilietimu modeliuojant, kurį galima tiesiogiai pritaikyti realiame pasaulyje. Mūsų sukurtas lytėjimo dviejų rankų roboto modeliavimas leidžia toliau tirti daugiau skirtingų užduočių, nes kodas bus atvirojo kodo, o tai idealiai tinka kuriant kitas paskesnes užduotis.
Yijiong padarė išvadą: „Mūsų „Bi-Touch“ sistema leidžia taktiliniam dviejų rankų robotui labai pasimokyti iš modeliavimo ir švelniai atlikti įvairias manipuliavimo užduotis realiame pasaulyje.
„Ir dabar galime lengvai apmokyti dirbtinio intelekto agentus virtualiame pasaulyje per kelias valandas, kad galėtume atlikti dvirankio darbo užduotis, pritaikytas prisilietimui.
- POPIERIUS – „Bi-Touch“: dviejų rankinių lytėjimo manipuliavimas naudojant „Sim-to-Real“ giluminio sustiprinimo mokymąsi. Yijiong Lin, Alex Church, Max Yang, Haoran Li, John Lloyd, Dandan Zhang ir Nathan F. Lepora. IEEE Robotics and Automation Letters, t. 8, Nr. 9, p. 5472-5479, 2023 m. rugsėjo mėn., doi: 10.1109/LRA.2023.3295991.
Bristolio universitetas yra vienas populiariausių ir sėkmingiausių JK universitetų.