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    斯坦福大學又公布了這款機器人的最新進展,可以利用障礙物進行路徑規劃!

    機器人大講堂 ? 2021-05-07 11:05 ? 次閱讀

    四年前,一堆吹氣塑料登上了頂級期刊《Science》的首頁封面,一時間風靡了中國各大科技媒體。

    還記得斯坦福大學當年研發的這款軟體機器人嗎?看起來像是葡萄藤成了精,向著天空自由生長。

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    不過千萬不要小看它,這款機器人通過空氣加壓使尖端擠出新材料,長度可以增加到原來的數十倍,移動速度可達22英里/小時,能輕松穿過細縫,還能轉彎和自動避障!

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    而且力大無窮,能輕松撐起100公斤重物毫無壓力!

    最近,斯坦福大學又公布了這款機器人的最新進展,可以利用障礙物進行路徑規劃!

    ▍卷土重來,利用障礙物與環境交互

    該機器人背后的基本思想很簡單。

    它是一種由柔軟的材料制成的折疊管,就像一個里里外外的襪子一樣在內部折疊,科學家將壓縮空氣泵入固定端,當管前部的材料翻動時,該管會朝一個方向生長。

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    至于機器人如何轉彎就更簡單了,提高機器人底部充氣量,機器人向上轉彎,反之亦然。

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    時隔四年,它這次卷土重來又給大家帶來了什么驚喜呢?

    2017年時,機器人利用攝像頭處理光線位置和板載感應對軟機器人進行實時轉向控制,使其能夠自動避障。

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    這種避障方法非常有效,但并不適合不確定性的復雜環境,而且仔細想想似乎有些前后矛盾,軟體機器人本身就是不怕障礙物碰撞的,大費周章的設計算法來避免障礙物豈不是多此一舉?

    這次,斯坦福大學的研究人員奇思妙想,允許機器人與障礙物的接觸,來幫助機器人到達目的地,而不是像傳統路徑規劃中的標準范例那樣嚴格避免環境接觸。

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    ▍在路徑規劃中制造不確定性,讓機器人自由生長

    如何利用障礙物相互作用進行機器人的路徑規劃呢?

    其實非常簡單,當機器人觸碰到障礙物,自動改變方向:

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    問題在于這種方式機器人的運動方向不確定性很高,因此,研究人員提出了一種啟發式模型,該模型可以預測軟體機器人在不確定環境中如何移動、如何與環境交互。

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    然后,在路徑規劃中制造更多的不確定性,通過測量機器人樣本種群的部署路徑和預測路徑之間的偏差來估算模型中的參數。這樣,機器人的不確定性說明就更全面了,因為它同時捕獲了制造誤差和其他不確定性來源,例如建模誤差。

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    (左圖藍色為預測路徑,紅色為不確定路徑)

    研究人員利用兩種雜亂環境進行的實驗測試,“迷宮”和“森林”,在兩種環境中,機器人都圓滿的完成了預測的路徑運動,成功到達目的地。

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    ▍走在救援第一線

    這種小巧靈活的、像藤蔓一樣的機器人對救援等工作將發揮巨大的作用。

    想象一下,救援人員在倒塌的建筑物的廢墟中尋找傷員,他們沒有利用工具撬開廢墟,也沒有讓警犬嗅出生命的跡象,而是帶出了一個小的氣密缸,將設備放置在碎片的入口處,然后撥動開關。

    卷須的軟體機器人從圓柱體的一端延伸到一塊塊石頭和泥土中,自由輕松的轉換方向,就像一棵攀爬的葡萄藤一樣,尖端的攝像頭可為救援人員提供瓦礫下方原本無法到達的地方的視野。

    責任編輯:lq

    原文標題:藤成精?斯坦福大學“鉆洞”機器人像植物一樣自由生長,利用障礙物規劃方向

    文章出處:【微信號:RoboSpeak,微信公眾號:機器人大講堂】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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