人类天生就能完成许多复杂的任务。这些动作包括坐下,从桌子上拿起东西,以及推车。这些活动包括各种各样的动作,需要多次接触,这使得机器人很难编程来执行它们。
最近,东京科学大学的吉田荣一教授提出了一个交互式网络物理人类(iCPH)平台的想法来解决这个问题。它可以帮助理解和生成具有丰富接触的全身运动的类人系统。他的作品于1986年出版机器人和人工智能的前沿。
吉田教授简要介绍了该平台的基本原理。顾名思义,iCPH结合了物理和网络元素来捕捉人类的动作。人形机器人是人类的物理双胞胎,而数字双胞胎则是在网络空间中以模拟人或机器人的形式存在。后者是通过肌肉骨骼和机器人分析等技术建模的。这两个双胞胎互补。”
这项研究提出了几个关键问题。人形机器人如何模仿人类的动作?机器人如何学习和模拟人类的行为?机器人如何与人类顺利、自然地互动?吉田教授在这个框架下解决了这些问题。首先,在iCPH框架中,人体运动是通过量化与身体各部位运动相关的形状、结构、角度、速度和力来测量的。此外,人类的接触顺序也会被记录下来。因此,该框架允许通过微分方程对各种运动进行通用描述,并生成人形机器人可以在其上行动的接触运动网络。
其次,数字双胞胎通过基于模型和机器学习的方法来学习这个网络。它们通过解析梯度计算方法连接在一起。持续学习教会机器人模拟如何执行接触顺序。第三,iCPH通过数据增强来丰富接触运动网络,并应用矢量量化技术。它有助于提取表达接触动作语言的符号。因此,该平台允许在没有经验的情况下产生接触运动。换句话说,机器人可以探索未知的环境,并通过使用包含许多接触的平滑运动与人类互动。
实际上,作者提出了三个挑战。这些都与接触运动的一般描述、持续学习和符号化有关。导航它们是实现iCPH的必要条件。一旦开发出来,这个新平台将有许多应用。
“iCPH的数据将被公开,并用于解决现实生活中的社会和工业问题。人形机器人可以将人类从许多繁重的任务中解放出来,并提高他们的安全性,例如举起重物和在危险环境中工作。iCPH还可以用于监控人类执行的任务,并帮助预防与工作有关的疾病。最后,人形机器人可以通过他们的数字双胞胎进行远程控制,这将使人形机器人能够进行大型设备安装和物体运输。”吉田教授在谈到iCPH的应用时说。
以iCPH为基础,在不同研究团体(包括机器人、人工智能、神经科学和生物力学)合作的帮助下,人形机器人的未来不远了。爱博网投官方网站
引用此页: