MIT本科生研发机器人基准“健身房”,可进化出30多种运动能力

本科生就在 NeurIPS 发一作论文?麻省理工学院(MIT)的两名学生贾格迪普·巴蒂亚(Jagdeep Bhatia)和霍利·杰克逊(Holly Jackson)做到了 。
MIT本科生研发机器人基准“健身房”,可进化出30多种运动能力
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图 | 左:霍利·杰克逊(Holly Jackson);右:贾格迪普·巴蒂亚(Jagdeep Bhatia)(来源:资料
他们给机器人研发出一款“在线健身房” , 一经训练即可进化出 30 多种运动能力 , 堪比机器人的“小型奥运会” 。
日前 , 相关论文以《进化健身房:软体机器人进化的大型基准》(Evolution Gym: A Large-Scale Benchmark for Evolving Soft Robots)为题 , 发表在全球人工智能顶会 NeurIPS 2021 上[1] 。
日前 , 相关论文以《进化健身房:软体机器人进化的大型基准》(Evolution Gym: A Large-Scale Benchmark for Evolving Soft Robots)为题 , 发表在全球人工智能顶会 NeurIPS 2021 上[1] 。
MIT本科生研发机器人基准“健身房”,可进化出30多种运动能力
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图 | 相关论文(来源:NeurIPS 2021)
担任论文第三作者的是中国留学生田韵声 , 他目前是 MIT 计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)三年级在读博士生 , 导师为沃伊切赫·马图斯克(Wojciech Matusik)教授 , 研究领域包括计算机图形学、机器学习与机器人 。 2019 年 , 田韵声本科毕业于南开大学 , 期间由任博教授指导 , 后曾在微软亚洲研究院和香港大学担任研究实习生 。
MIT本科生研发机器人基准“健身房”,可进化出30多种运动能力
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图 | 田韵声(来源:田韵声)
如果想让机器人完成一些任务 , 你可能会针对特定任务 , 设计出特定的机器人形态 。 比如设计一个扔东西的机器人 , 并且扔得越远越好 , 你可能会想象出一个有胳膊有手的人形机器人 , 但一般很难想到这样的机器人:
这个机器人同样能完成扔东西的任务 , 并且完成得还不错 。 虽然它的形状十分怪异 , 像是由乐高搭起来的一样 。 实际上这是因为它的形态和动作 , 都是由算法在计算机里进化出来的 。
MIT本科生研发机器人基准“健身房”,可进化出30多种运动能力
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(来源:NeurIPS 2021)
在不依赖人提供任何初始形态的前提下 , 算法可以自主根据任务需要 , 进化出适合任务的身体结构和动作 , 并且不断通过进化自己 , 让任务完成得越来越好 。 在上面案例中 , 当机器人学会“进化”自己的身体之后 , 灰色矩形块被扔得越来越远 。
对于设计好的机器人 , 以往多数研究主要集中在如何开发有效的控制算法 , 比如大家熟知的波士顿动力机器狗 , 它的形态是由工程师根据经验设计出来的 。
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动图 | 自我翻转(来源:NeurIPS 2021)
研发人员把大量时间花在开发有效的控制算法上 , 来让机器狗跑得快、跑得稳定不容易摔倒等 。 但是 , 田韵声认为这种设计好的机器人形态并非是最优的 。 在优化机器人的大脑、也就是控制算法的同时 , 只有也对身体即形态结构进行优化 , 才能让机器人的能力更上一层楼 。
基于这一出发点 , 他和团队开发出了大规模基准测试平台 Evolution Gym , 旨在让更多人关注如何共同设计机器人的大脑和身体 , 通过算法共同进化两者 。
据悉 , Evolution Gym 专门为软体机器人而开发 , 涵盖 30 多个不同的任务环境 , 包括跑步、上台阶、攀爬、搬运物体等 。

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