Neue Forschung bringt Robotern bei, Hindernisse zu überwinden

Die meisten vierbeinigen Roboter sind darauf trainiert, das Gleichgewicht wiederzufinden, wenn sie über ein Hindernis stolpern. Im Bemühen, einen Reinigungsroboter zu entwickeln, trainieren die in Vietnam geborene Doktorandin Joanne Truong von der School of Interactive Computing am Georgia Institute of Technology (GIT) und ihre beiden Kollegen Naoki Yokoyama und Simar Kareer ihren Roboter, über herumliegende Gegenstände zu steigen, die ihm im Haus begegnen, berichtete Tech Xplore kürzlich.

(Von links) Naoki Yokoyama, Joanne Truong und Simar Kareer arbeiten mit dem vierbeinigen Roboter

Laut dem Forschungsteam reagieren vierbeinige Roboter, die mit „blinden“ Bewegungssteuerungen ausgestattet sind, eher, um Stürze zu vermeiden, wenn sie auf ein Objekt treten.

Gleichzeitig wandte das Forschungsteam einen neuen Ansatz an und lieferte dem Roboter Livebilder, um Hindernisse zu überwinden. Dazu kombinierte es die Navigationsstrategie mit der bildbasierten Fortbewegungsstrategie. Dieser Ansatz half dem Roboter, Hindernisse in einer simulierten, unübersichtlichen Umgebung mit einer Erfolgsquote von bis zu 72,6 % zu überwinden.

Der Roboter lernt selbstständig und ahmt keine bereits vorhandenen Verhaltensmuster nach. Die Forscher betonen, dass es sich um ein skalierbares Modell handelt, das ohne große Feinabstimmung sofort anwendbar ist. Die Richtlinien weisen den Roboter an, wie er Objekten ausweicht, während er sich von einem Ort zum anderen bewegt, und wie er seine Beine zum Übersteigen von Objekten einsetzt, einschließlich des Anhebens der Beine auf die entsprechende Höhe.

„Roboterhund“ überwindet lange, holprige Straßen ohne zu stürzen

Laut dem Team können herkömmliche vierbeinige Roboter die reale Welt nur über eine Kamera vor sich sehen und können Objekte in der Nähe ihrer Füße nicht erkennen. Das Team integrierte Gedächtnis und räumliches Vorstellungsvermögen in das Netzwerk, um dem Roboter genau beizubringen, wann und wo er über Hindernisse steigen muss. War das Objekt zu hoch, konnte der Roboter es umgehen. „Wir stellten fest, dass diese Navigationsmethode sehr gut funktionierte, und selbst wenn der Roboter in die falsche Richtung lief, wusste er, dass er zurücksetzen und in seine Ausgangsposition zurückkehren konnte“, sagte Truong. Das Team brachte dem Roboter auch bei, über welche Objekte er steigen sollte, etwa Spielzeug, und welche er umgehen sollte, etwa Tische und Stühle.

Die Erkenntnisse des Teams könnten Robotern auch dabei helfen, sich in realen Außenumgebungen zurechtzufinden, indem sie Wege entsprechend den Wünschen ihrer Besitzer auswählen, um schlammiges oder felsiges Gelände zu vermeiden.

Die Forschung gewann den ersten Preis bei einem Robotik-Workshop im Rahmen der Robotics 2022 Conference in Neuseeland. Die Forschung wird vom 29. Mai bis 2. Juni auf der IEEE International Conference on Robotics and Automation in London vorgestellt.

Quellenlink: https://thanhnien.vn/nghien-cuu-moi-day-robot-vuot-chuong-ngai-vat-185230527204029629.htm