用算法模擬演變機器人“進化”:MIT開發(fā)新平臺,還能優(yōu)化機器人身體和大腦,已開源
在不考慮成本等情況下,如果要設計一個能夠投擲物品的機器人,可能大多數(shù)人會設計一個人形機器人。
用雙腿保持身體穩(wěn)定,雙手投擲物品,完美。
可能這也是為什么科學家們?nèi)绱藞?zhí)著于人形機器人的原因之一吧。
今天文摘菌要介紹的一群“怪東西”,是一群像俄羅斯方塊組成的“怪物”,但也正是這些小怪物,能夠輕松地投擲物品,就像這樣:
這些怪東西來頭可不小。
這其實是在MIT計算機科學和人工智能實驗室的一個新平臺Evolution Gym中,計算機“進化”了機器人的身體大腦。
系統(tǒng)共同開發(fā)者之一、麻省理工學院計算機科學家Wojciech Matusik說:“我們或許能夠憑借此發(fā)現(xiàn)新的、意想不到的機器人設計,或者更多高性能的機器人。”
試想,未來的機器人不再依賴人類設計師,以及自帶的人類偏見,而直接將設計委托給算法,豈不妙哉?
旋轉跳躍,每個色塊都是一種屬性
剛剛展示的只是這群小東西的冰山一角。
比如自我翻轉:
?可別小看了這個簡單的動作,機器人身上每個色塊可都很講究。比如,黑色代表了一個剛性部件,灰色代表的則是軟性部件,這些部件都不會主動執(zhí)行任務。相反,那些彩色的色塊才是執(zhí)行器,也就是運動關節(jié),讓機器人運動的部分。
在彩色色塊里,藍色代表了致動器在垂直方向上收縮或擴張,橙色代表著在水平方向收縮或擴張。
如果你再仔細看看這個機器人,你就會發(fā)現(xiàn),當機器人翻轉時,基本上是圍繞著黑色的剛體部分在轉動,彩色色塊則是不停將其推離地面。
?
相比之下,這個拱形機器人則只由水平方向的致動體,但通過不停地收縮和擴張,機器人能夠以一種相對優(yōu)雅的方式…奔跑。
?可以看到,這個機器人已經(jīng)學會了如何攀爬。
機器人通過兩側藍色致動器的交替運動,以獲得向上的力,同時機器人頂部的附屬物也在柱子上不停摸索。
可能你已經(jīng)注意到了,那就是這些柱子不是全剛體的,灰色部分更軟一些,這也是機器人必須要適應的一部分,因為柱子的結構注定了機器人向上攀爬的道路是搖搖晃晃的。
對于一個簡單的機器人來說,這是非常復雜的行為,更何況這還是一個自我設計的機器人。
一個可能刺激大量新研究的環(huán)境
在設計這些機器人之前,系統(tǒng)首先會以獨特的方式擾亂這四種色塊,創(chuàng)造出數(shù)百種形態(tài),就像是生物進化一樣。
下圖每列展示的是四種表現(xiàn)形狀最好的一代,不僅如此,算法還優(yōu)化了這些機器人的“控制器”,基本上就是告訴執(zhí)行色塊做什么和以什么順序做的大腦。
在Evolution Gym里,每個形態(tài)都用不同的大腦運行,系統(tǒng)會根據(jù)執(zhí)行某種任務的好壞進行評分,如向前行走或投擲塊。
Matusik表示:“挑選表現(xiàn)最好的軟體機器人,這就意味著它們在進化,或是在進行某種意義上的變異,直到結構完善,這就是適者生存?!毙凶呋蚺逝滥芰ψ顝姷臋C器人成為下一代的種子,表現(xiàn)不佳的機器人被淘汰,這就是所謂的進化機器人學。其他研究人員也正在使用類似的技術,例如進化出針對某些表面優(yōu)化的機器人腿部等。
比如,這個搭載著積木的機器人,通過不斷演變,能夠在奔跑的同時平衡背上的物體:
?
這個機器人更像是某種用于操縱頭頂橫梁的倒置手提鉆:
?要知道,所有這些機器人都是在模擬中通過算法不斷演變出來的,所以它們實際上并不存在。
目前這些機器人還是存在局限的,比如在特定形態(tài)下他們只能完成攀爬或投擲,而不能同時完成多個動作。
Evolution Gym已經(jīng)開源了,要是感興趣的大家,可以在這里玩玩:
https://evolutiongym.github.io/
Matusik說:“這是一個可能刺激大量新研究的環(huán)境?!毖芯咳藛T基本上可以從頭開始創(chuàng)造越來越多的智能機器人系統(tǒng),而不需要對結構或大腦應該是什么有任何先入為主的概念。
在Evolution Gym創(chuàng)造出不同種類的機器人后,接下來就應該考慮如何在現(xiàn)實世界中實現(xiàn)了。
挪威國防研究機構研究進化機器人學的T?nnes Nygaard表示:“我非常期待看到其他研究人員如何開始使用這個基準框架,以及最終會出現(xiàn)什么類型的創(chuàng)造性虛擬機器人。”
也正如他所說,任何能夠幫助建立研究興趣和合作的系統(tǒng),都應該受到褒獎,比如Evolution Gym。
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https://www.wired.com/story/see-little-robots-get-swole-in-this-virtual-gym/
本文來自微信公眾號 “大數(shù)據(jù)文摘”(ID:BigDataDigest),作者:Caleb,36氪經(jīng)授權發(fā)布。