机械“影子手”上线,玩转魔方不在话下

时间:2019-08-31 来源:www.0419fc.com

据国外媒体报道,人工智能研究人员让机器人玩Rubik's Cube来测试它的灵活性。

人类可以相对轻松地玩魔方,但对于机器人来说,这一直非常困难。 (常见的2x2x2立方体总共有3,764,160个内部组合。)这并不是说没有机器人可以玩魔方 - 麻省理工学院的一项发明最近以创纪录的0.38秒解决了魔方的问题 - 但是这种机器人通常涉及专门制造的电机和控制器。

令人鼓舞的是,腾讯和香港中文大学的一组研究人员表示他们设计了一个多指手指的魔方操纵器。在预先印制的纸质网站Arxiv.org上发表的一篇论文(“学会用灵巧的手来解决魔方”),研究人员称他们的人工智能驱动系统 - 包括一个找到最佳动作的顺序立方体求解器和一个控制五根手指的魔方操作员 - 在1400次试验中平均成功率达到90.3%。

研究人员写道:“灵巧的手部操作是机器人达到人类水平的灵活性,完成了涉及大量接触的日常任务的关键部分。” “尽管取得了进步,可靠的多指灵巧仍然是一个开放的操作。由于其复杂的接触模式,高维运动空间和脆弱的机械结构,因此面临挑战。“

该团队的解决方案是一个分层系统,它结合了基于模型和无模型的规划和运营组件。上面提到的Rubik's Cube求解器负责找到恢复Rubik's Cube的最佳动作序列,并且控制器 - 涉及两个原子动作,Rubik的立方体旋转和分层操作 - 负责逐步执行每个动作。

研究人员指出,运动学和关节运动使一些运动比其他运动更困难。他们分别训练了几个模型,以定量比较它们的可靠性。为了提高Rubik立方体旋转和分层操作的稳健性(没有反馈信号的顺序执行),他们实现了一个回退机制来逐步完成立方体的状态。

该团队使用Roboti的Mujoco(多关节接触动力学)来验证他们的方法。 Mujoco是一个物理引擎,专为机器人和生物力学的研究和开发而设计。在Mujoco,他们使用了一个智能手机大小的机器人。机器人被称为暗影之手。它的中指和无名指各有三个驱动关节和一个欠驱动关节。小指和拇指有五个驱动关节(手腕有两个驱动关节)。在一个实验中,影子手的任务是操纵虚拟立方体以实现目标姿势,而在另一个实验中,它必须操纵两个层以实现目标角度。

研究人员表示,他们的模型立方体旋转成功率稳定在90%以上(经过30,000次训练后,他们的数量增加到95.2%),分层手术的平均成功率为90.3%。他们表示,一起优化两个原子操作并将系统部署到实际硬件可以进一步提高性能。

(网易科技中国网)