ETH-roboterhond lost Rubiks kubus op met zijn poten
Acht tot negen minuten heeft 'ANYmal' nodig voor een volledige cyclus. Daarbij moet de viervoetige robot een kubus van 4,6 kilogram gecontroleerd kantelen, draaien en stabiliseren.
Met een voorpoot houdt «ANYmal» de kubus vast. De andere poot gebruikt hij om twee vlakken 90 graden te draaien. Vervolgens verandert hij van positie en begint aan de volgende stap. Dat klinkt eenvoudig, maar vergt nogal wat behendigheid van de viervoetige robot.
De Rubiks kubus heeft een zijdelengte van 40 centimeter. Tijdens de tests slaagde «ANYmal» er drie keer in om de kubus volledig en zonder menselijke hulp op te lossen. Hiervoor had hij telkens ongeveer 30 bewegingsstappen nodig, waaronder het draaien van de kubus en het veranderen van positie. Het onderzoeksteam van de ETH Zürich heeft de resultaten gepubliceerd in een wetenschappelijk artikel.
Eerst scannen, dan draaien
Voordat «ANYmal» kan beginnen, moet hij de kleuren van de kubus herkennen. Hiervoor loopt hij eromheen en legt hij de zichtbare zijden vast met zijn camera's. Om ook de onderkant te zien, kantelt hij de kubus één keer om.
Op basis van de opnames reconstrueert de software de positie van alle gekleurde vlakken. Op basis hiervan berekent het zogenaamde Kociemba-algoritme een oplossing met zo min mogelijk draaibewegingen. Deze methode werd ontwikkeld door Herbert Kociemba. De bewegingsplanning vertaalt de berekende draaibewegingen naar acties die «ANYmal» met zijn poten kan uitvoeren.
De poten leren nieuwe taken
De bewegingen vereisen een nauwkeurige aansturing van de poten. «ANYmal» moet voldoende kracht uitoefenen om de vlakken van de kubus te draaien. Tegelijkertijd mag de robot niet zijn evenwicht verliezen of per ongeluk andere vlakken verschuiven.
Bron: Robotic Systems Lab: Legged Robotics at ETH Zürich / Youtube
Om deze bewegingen te leren, maken de onderzoekers gebruik van zogenaamde «Reinforcement Learning». Hierbij traint een AI de bewegingsreeksen eerst in een virtuele omgeving. Door herhaalde pogingen en beloningen voor succesvolle acties leert de AI zijn bewegingen gericht aan te sturen. Uit de resultaten ontwikkelen de onderzoekers een besturing die werkt met camerabeelden en sensordata van «ANYmal».
Hoe uitdagend de taak blijft, blijkt uit de individuele tests. Beide kantelbewegingen slaagden elk 15 keer in 15 pogingen. Bij draaibewegingen tegen de klok in waren 13 van de 15 pogingen succesvol, met de klok mee waren dat er tien.
Meer dan een Rubiks kubus-truc
In eerdere experimenten hebben viervoetige robots al met hun poten op knoppen gedrukt of deuren geopend. Het oplossen van een Rubiks kubus vereist echter meerdere nauwkeurig op elkaar afgestemde bewegingen.
De onderzoekers willen hiermee aantonen hoe looprobots hun poten in de toekomst ook als gereedschap zouden kunnen gebruiken. Denkbaar zijn bijvoorbeeld taken waarbij een robot voorwerpen moet vasthouden, verschuiven of bedienen.
De drie volledige oplossingen werden bereikt onder gecontroleerde omstandigheden op een vlakke ondergrond. De onderzoekers testten individuele bewegingen ook op kasseien en gladde oppervlakken. Hierbij stuitte de robot deels op zijn grenzen. Of «ANYmal» vergelijkbare taken ook betrouwbaar in het dagelijks leven kan uitvoeren, blijft de vraag.
Mijn interesses zijn gevarieerd, ik geniet gewoon graag van het leven. Altijd op zoek naar nieuws over darten, gamen, films en series.
Van de nieuwe iPhone tot de wederopstanding van de mode uit de jaren 80. De redactie categoriseert.
Alles tonen