ربات‌های چهارپا می‌دوند + فیلم

به گزارش گروه علم و آموزش ایران اکونومیست از وبگاه تِک اکسپلور (Tech Xplore)، یک تیم پژوهشی به سرپرستی دانشگاه کالیفرنیا سن‌دیه‌گو، سیستم جدیدی از الگوریتم‌ها را طراحی کرده‌اند که ربات‌های چهارپا را قادر می‌سازد در زمین‌های ناهموار راه بروند و بدوند و از موانع ثابت و متحرک نیز اجتناب کنند.

در آزمایش‌ها، این سیستم یک ربات را هدایت کرد تا به‌طور مستقل و با سرعت بر روی سطوح شنی، چمن و تپه‌های خاکی پوشیده از شاخه‌ها و برگ‌ها حرکت کنند بدون اینکه به درختان، درختچه‌ها، صخره‌ها، نیمکت‌ها یا افراد برخورد کنند. این ربات در یک فضای اداری شلوغ نیز حرکت کرد و هیچ برخوردی با جعبه‌ها، میزها یا صندلی‌ها نداشت.

این دستاورد محققان را به ساخت ربات‌هایی نزدیک‌تر می‌کند که قادرند مأموریت‌های جست‌وجو و نجات را انجام دهند یا اطلاعات را از مکان‌هایی جمع‌آوری کنند که رفتن به آنجا برای انسان‌ها بسیار خطرناک یا دشوار است.

این سیستم تطبیق‌پذیری بیشتری را برای ربات فراهم می‌کند؛ زیرا حس بینایی آن را با روش حسی دیگری به نام حس عمقی که شامل حس حرکت، جهت، سرعت، مکان و لامسه ربات است، ترکیب می‌کند. حس عمقی یا حس حرکت یکی از حواس مهم برای داشتن حرکات متناسب و یکپارچه است.

ژیائولانگ وانگ (Xiaolong Wang)، یکی از دانشمندان تیم پژوهشی، گفت: در حال حاضر، اکثر روش‌ها برای آموزش راه‌رفتن و جهت‌یابی به ربات‌های پادار به حس عمقی یا بینایی وابسته است، اما نه هر دو به طور همزمان.

یک روش مانند آموزش راه‌رفتن به یک ربات نابینا از طریق لمس و احساس زمین است و در روش دیگر، ربات حرکات پاهای خود را فقط براساس بینایی برنامه‌ریزی می‌کند. ربات دو چیز را به صورت همزمان یاد نمی‌گیرد. وانگ می‌گوید: در کارمان، حس عمقی را با بینایی کامپیوتری ترکیب می‌کنیم تا یک ربات پادار را قادر سازیم حتی در محیط‌های پرمانع به‌راحتی حرکت و از موانع اجتناب ‌کند.
سیستمی که وانگ و تیمش طراحی کردند از مجموعه خاصی از الگوریتم‌ها استفاده می‌کند تا داده‌های تصاویر لحظه‌ای را که توسط دوربین روی سر ربات گرفته شده است با داده‌های حسگرهای روی پاهای ربات ترکیب کند. این کار ساده‌ای نیست؛ زیرا در حین کار در دنیای واقعی، گاهی اوقات در دریافت تصاویر از دوربین، تأخیر جزئی وجود دارد؛ بنابراین داده‌های دو روش حسی مختلف همیشه در یک زمان به‌دست نمی‌آیند.

راه‌حل این تیم، شبیه‌سازی این عدم تطابق با تصادفی‌سازی دو مجموعه ورودی بود؛ محققان این تکنیک را تصادفی‌سازی تأخیری چندوجهی می‌نامند. این روش به ربات کمک کرد تا در طول مسیریابی به‌سرعت تصمیم بگیرد و تغییرات محیط خود پیش‌بینی کند و در نتیجه بتواند بدون کمک کاربر انسانی از میان موانع مختلف با سرعت بیشتری حرکت کند و آن‌ها را دور بزند.

به گفته این تیم پژوهشی، آن‌ها اکنون قادرند به ربات‌ها حرکات ساده مانند راه‌رفتن و دویدن و اجتناب از موانع را آموزش دهند و هدف بعدی آن‌ها این است که ربات‌ها را قادر سازند از پله‌ها بالا و پایین بروند، روی سنگ‌ها راه بروند، مسیرشان را تغییر بدهند و از روی موانع بپرند.