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「视频」波士顿动力atlas机器人完美自主导航,这次是真的!
作者: 佚名 时间:2019-7-7文章来源:百度访问量:1137

新智元原创

来源:techcrunch、youtube

编辑:小芹、鹏飞

【新智元导读】即使是能走会跑、甚至会做360度后空翻的波士顿动力atlas机器人,也很容易摔倒。而且,它们走的每一步都是人类操作的。但今天,美国人类与机器认知研究所 (ihmc)放出的一则视频显示,atlas机器人已经能够在崎岖、狭窄的环境中自主导航了!

“逆天机器人 atlas”能够自主导航了!

大家对 atlas 机器人一定不陌生。2013 年,波士顿动力aⅴ视频在线免播放观看为美国国防部高级研究计划局 (darpa) 的一项挑战赛创造了 atlas 机器人,它能走能跑,草地、雪地、碎石地都不在话下,甚至能做 360 度后空翻。它被称为 “逆天机器人 atlas”。

尽管有如此惊人的敏捷度,atlas 机器人在走路时仍然很容易摔倒,尤其是当地面不平整时,双足机器人很难计算他们的脚应该放在哪里才能保持平衡。

这是因为,atlas 机器人走的每一步都必须由人类操作员决定,并通过用户界面输入。

编程让机器人在平坦的地面上行走已经够困难的了,但是佛罗里达人类与机器认知研究所 (ihmc) 正在解决一个更大的挑战:确保双足机器人能够成功地在崎岖的地形上行走。

该研究所自 2016 年以来一直在研究这个问题。

今天,ihmc 发布的最新视频(标重点:不是cg!),展示了这个领域的最新进展:机器人可以通过自主步伐规划算法,在狭窄的地形中自主导航了!

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视频中,ihmc 开发的自主步伐规划(autonomous footstep planning) 程序正在波士顿动力aⅴ视频在线免播放观看的 atlas 机器人和美国宇航局开发的 valkyrie 机器人上运行。

视频展示了机器人在一堆煤渣块上面行走,甚至能穿过更窄的路径,由于导航选项有限,路径越窄导航就越困难。

操作人员为机器人指定一个开始点和一个结束点,然后映射所有可能的路径,评估每个路径的成本,选择一个最好的路径,最终到达目标点 —— 所有这些都发生在快速的亚洲天堂网硬件上。

利用 ihmc 的算法,这些机器人还可以快速适应环境变化和路径障碍,甚至能够在一条 “独木桥” 式的狭窄路径上行走。

该算法使用机器人的传感器对环境进行调查,并将环境分割成多个部分。每个部分都被分解成一系列的多边形,从而创建一个环境模型,这样机器人就可以规划出从起点到目标点的每一步。

研究人员表示,还有很多工作要做 ——atlas 机器人在狭窄小路上自主导航行走的成功率是 50%,在崎岖地形的成功率达到 90%,而在平坦地形的成功率接近 100%。

研究人员计划提高路径规划的速度和能力,在迷宫和看不见的目标环境中测试,第一步是加入一个身体路径规划器。

视频和论文已经提交给 ieee 2019 类人机器人大会。

详解atlas如何自主导航:点云分割、基于图搜索

ihmc 在视频中详细描述了机器人如何做到自主导航的。

为了在一个杂乱或复杂的环境中行走,双足机器人必须要能够找出他们可以把脚放在哪个位置,而且需要快速完成这个过程。在参加 darpa 机器人挑战赛时,ihmc 团队需要让人类操作员通过一个用户界面来指导 atlas 的每一步放在什么位置,这个过程非常缓慢,给操作员带来了很大的负担。

一旦脚步放错,机器人就会跌倒 ——ihmc 的 atlas 机器人在最后一场决赛时毫无预兆地跌倒了……

在这个最新研究中,研究人员使用传感器获取机器人周围环境信息,生成点云,然后将点云分割成平面区域,以更紧凑的形式表示来自传感器的大量数据。

点云环境模型

有了这个环境模型,目标就变成了规划一系列的脚步,让机器人的初始点走到最终目标。

为此,研究人员使用基于图的搜索技术,如a* 算法,图中的每个节点代表一个脚步。当展开一个节点时,对 x 和 y 平移进行网格搜索。

在此基础上,考虑前一步的平移和旋转,并评估每一步的成本,确定下一步的最佳位置。

通过正确的调优和检查,这种方法适用于各种各样的环境。

例如与平地上,它可以很快地规划目标,成功率接近完美。

当穿越崎岖的地形时,规划速度也相当快。

目标位置的改变会机器人避障的最佳路径。

机器人还能够利用规划算法挤着穿过狭窄的通道。

在这种环境下,为了避免与环境发生碰撞,机器人不得不几乎完全转向一侧。

部分脚印在环境中提供额外的落脚位置,允许机器人在更复杂的地形中行走。

机器人还可以重新规划路径。

例如,当 valkyries 的路径被阻挡时,它可以重新回到目标的新路径。

最后一个例子是台阶高低不平的环境,目标地址是较高的平台。

atlas 能够规划它的路径先踩较高的煤渣块,然后回到较低的煤渣块,一高一低地走,直到到达目标。

atlas有望成为身手灵活、自主导航的灾区救援机器人

atlas 机器人由波士顿动力aⅴ视频在线免播放观看制造,ihmc robotics 编写了控制、感知和规划算法,使机器人具备了视频中展示的灵活性。

现在,atlas 机器人拥有了在平坦、粗糙和狭窄的路径上自主导航的能力,这对于帮助灾区救援很重要,因为在灾区,倒塌的瓦砾使得传统的救援服务难以进入。

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