Крупный прорыв! Пекинская исследовательская группа предложила первый в мире «алгоритм гибридного управления силой и положением»

Недавно китайские исследовательские команды добились значительных прорывов в области алгоритмов роботов, предложив первую в мире унифицированную теорию «гибридного алгоритма управления силой и положением». Этот алгоритм не требует использования датчиков силы, позволяя роботу одновременно осваивать управление как положением, так и силой. Уровень успешности соответствующих задач вырос примерно на 39,5 % по сравнению со стратегией, использующей только управление положением. Более примечательно то, что связанные с ним научные статьи получили премию за выдающуюся публикацию на Международной конференции по обучению роботов (International Robot Learning Conference) — впервые с момента учреждения этой награды её удостоилась команда китайских учёных.
На экспериментальной площадке Пекинского общего института исследований искусственного интеллекта четвероногий механический пес, оснащённый этим новым алгоритмом, выполняет задачу по систематическому стиранию записей с маркерных досок. Исследователи использовали данный практический сценарий, чтобы объяснить журналистам основные принципы и ключевые преимущества «алгоритма гибридного управления силой и положением».
Цзя Баосюн, исследователь Пекинского общего института искусственного интеллекта: Основные визуально-языковые модели управления действиями фактически принимают в качестве входных данных фотографии, сделанные камерами, а затем выполняют прогнозирование траекторий. Такая траектория может привести к тому, что робот не сможет строго придерживаться доски в процессе стирания, в результате чего не удастся полностью стереть надписи. В модели гибридного управления силой и положением мы стремимся максимально заполнить измерение силы, достигая эффекта приложения давления к доске на основе точного позиционирования, чтобы робот плотно прилегал к доске и стирал написанное на ней. Иными словами, мы не только добавили измерение силы в исходную визуально-языковую модель управления действиями, но и достигли эффекта одновременного гибридного управления силой и положением.
Согласно исследованиям учёных, широко используемые модели визуального языка и действий зачастую не справляются со многими задачами в реальной жизни. Основная проблема заключается в том, что большинство таких задач предполагают сложные контактные сценарии: например, при стирании с доски роботизированная рука должна плотно прилегать к поверхности и одновременно поддерживать соответствующее давление; при открытии дверцы распределительного щита необходимо точно распознавать внутреннюю конструкцию пружины толкания-тяги; роботу недостаточно просто «идти туда, куда нужно, и вытягивать руку туда, куда нужно» — он также должен «понимать, какое усилие следует приложить». До появления алгоритма гибридного управления силой и положением все эти задачи решались исключительно с помощью датчиков силы.
Цзя Баосюн, исследователь Пекинского общего института искусственного интеллекта: датчики силы на самом деле чаще всего устанавливаются на стационарные роботизированные манипуляторы, что делает монтаж более сложным и дорогостоящим. Модель смешанного управления по силе и положению повысила показатель успешности выполнения задач, требующих приложения силы, почти на 40 % по сравнению с традиционной моделью VLA (модель визуального языкового действия).