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来自研究机构

交互式网络物理人:产生丰富的接触全身运动

日期:
2023年2月6日
来源:
东京理科大学
简介:
对机器人来说,执行涉及多次接触的类似人类的动作是一项挑战。在这方面,一位研究人员设想了一个具有互补的人形(物理双胞胎)和模拟(数字双胞胎)元素的交互式网络-物理人类(iCPH)平台。iCPH结合了人体测量数据、肌肉骨骼分析和机器学习,用于数据收集和增强。因此,iCPH可以理解、预测和合成全身接触运动。
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完整的故事

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

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故事来源:

材料所提供的东京理科大学注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. 本片吉田。通过互动的网络-物理人类来理解和合成丰富的接触拟人化运动机器人和人工智能的前沿, 2022;9 . DOI:10.3389 / frobt.2022.1019523

引用此页

东京理科大学。“互动网络物理人类:产生丰富接触的全身运动。”《科学日报》。《科学日报》,2023年2月6日。< www.koonmotors.com/releases/2023/02/230206104116.htm >。
东京理科大学。(2023, 2月6日).交互式网络物理人类:产生丰富接触的全身运动。《科学日报》。2023年6月16日检索自www.koonmotors.com/releases/2023/02/230206104116.htm
东京理科大学。“互动网络物理人类:产生丰富接触的全身运动。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2023/02/230206104116.htm(2023年6月16日访问)。

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