Мини-рекорд гепарда
Робокоп из одноименного фильма — выдумка фантастов, но как насчет полицейской робособаки? Она уже здесь. Сейчас, точнее, в марте 2022 года, Шанхай хватил директивный ковид, когда число заболевших вроде растет, но медицинская помощь подавляющему большинству не нужна, поскольку болезнь протекает легко. Жители мегаполиса сидят по домам, не смея высунуть носа за двери многоэтажных домов, а опустевшие улицы города патрулируют робопсы и без видимого участия человека сообщают о необходимости соблюдать меры безопасности. Удачливые граждане из незапертых вынуждены делать робопсу «ку» и показывать документы в видеокамеру — распознавание образов и централизация информации надежно работают в стране социального рейтинга. Видимо, недалек тот день, когда робопсу поручат и нейтрализовывать правонарушителей. И для этого такой пес должен отлично бегать по пересеченной местности.
Мы уже писали о двуногих роботах-андроидах, способных на такое не хуже любого паркурщика («Химия и жизнь», 2022, 2). А что с четвероногими? Оказывается, и у них скоростные характеристики на высоте. К примеру, еще десять лет назад инженеры Массачусетского технологического института создали робота Cheetah (англ. гепард), способного бегать по прямой со скоростью 45 км/ч. Но вот с резкими маневрами у него не все в порядке.
На машиностроительном факультете института теперь есть и MiniCheetah в пуд весом, причем он, подобно конструктору, собран из стандартных деталей. Сейчас инженеры хотят достичь максимальных результатов при работе всех механизмов мини-гепарда на пределе их возможностей. И рекорд есть: робот бегает со скоростью велосипедиста, то есть до 14 км/час. И не по прямой на стадионе, а по самым разнообразным покрытиям, совершая резкие маневры без потери устойчивости. То есть догнать человека при случае он сможет легко.
Помогает роботу новая обучаемая система управления, которую инженеры создали в Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта института под руководством профессора Пулкита Агравала (Pulkit Agrawal). Они применили новый подход к решению задачи. Раньше для управления движениями робота ученые строили исчерпывающие аналитические модели взаимодействия его элементов между собой и с окружением. При поломках приходилось скрупулезно выяснять причину и в ручном режиме исправлять управляющие программы. Теперь же MiniCheetah оснастили искусственным интеллектом (ИИ). Он быстро обучается методом проб и ошибок, поэтому отлично адаптируется к перемещениям с резкой сменой направления и рельефа, а также к радикальной смене покрытия, например к переходу с гравия на лед. Более того, умный робот теперь приспособится и к своей частичной «инвалидности», например повреждению конечности.
Интересно, что у модуля управления есть режим симуляции перемещений: за три часа удается натренировать ИИ на данных, для усвоения которых ему бы требовалось сотня дней практики на разных ландшафтах. Новая система контроля MiniCheetah подойдет и для других четвероногих. Однако бег далеко не единственное приложение заложенных в ней идей. Сейчас авторы применяют свой подход для обучения искусственных рук, способных уверенно брать различные предметы и манипулировать ими.