2023-05-06 14:58

研究人员建立了一个“软动物园”来虚拟测试动物灵感的机器人

目前市面上有很多以动物为灵感的软体机器人,你可以很容易地用它们装上整个动物园。尽管这是一个可爱的想法,但任何这样的程序都不太可能很快进入现实世界——也就是说,一个充满数字软机器人原型的动物园很快就会开放给希望设计和优化自己创作的研究人员。

麻省理工学院的一个团队最近发布了SoftZoo,这是一个开放式框架平台,可以模拟各种3D模型动物在多种环境下执行特定任务。麻省理工学院博士生、项目首席研究员王俊萱在一份声明中说:“我们的框架可以帮助用户找到机器人形状的最佳配置,允许他们设计可以做许多不同事情的软机器人算法。”“从本质上讲,它有助于我们了解机器人与环境互动的最佳策略。”

麻省理工学院指出,类似的平台已经存在,但据报道,SoftZoo在雪、水、沙漠或湿地等虚拟生物群落上模拟设计和控制算法,走得更远。例如,SoftZoo不再只提供向特定方向移动的海豹和毛毛虫等动物模型,而是可以通过所谓的“可微分多物理场引擎”将这些设计放置在多种环境中。

软机器人在导航自然的、真实的环境方面已经迅速显示出了极大的前景。与实验室环境不同的是,对于传统的机器人来说,日常的杂乱是极具挑战性的。然而,软变体的延展性和适应性使它们非常适合于困难的情况,如建筑物倒塌和湍急的水流等不稳定的搜索和救援场景。麻省理工学院团队的开源SoftZoo程序允许设计师同时优化他们自己的作品的身体和大脑,而不是依赖于多个昂贵、复杂的系统。

SoftZoo animal robot model examples
OpenZoo软机器人模型。

“这种共同设计软机器人身体和大脑(即控制器)的计算方法为快速创建为特定任务设计的定制机器打开了大门,”麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的论文合著者和主任Daniela Rus以及麻省理工学院电子工程和计算机科学系(EECS)的Andrew和Erna Viterbi教授补充道。

当然,模拟软体机器人是一回事,在现实世界中完全实现它是另一回事。“SoftZoo中的肌肉模型、空间变化刚度和传感器不能用当前的制造技术直接实现,所以我们正在努力解决这些挑战,”王解释说。不过,提供一个像SoftZoo这样的开源程序,可以让研究人员以一种非常方便的方式试验和测试他们的机器人想法。从那里,他们可以继续把他们最好的和最有前途的设计变成现实。