Китайские исследователи создали собаку-робота с искусственным интеллектом, способную прыгать по неровной поверхности астероидов с низкой гравитацией. Вдохновленные способностью кошки извиваться и приземляться на лапы, исследователи из Харбинского технологического института разработали робота, использующего обучение с подкреплением.
По данным китайских онлайн-СМИ, вместо того, чтобы полагаться на тяжелое оборудование для стабилизации, робот использует “безмодельную” систему управления, позволяющую ему координированно двигать четырьмя ногами. Такая конструкция позволяет роботу менять положение в воздухе, корректировать наклон и даже переориентироваться в новом направлении.
Это изобретение может изменить методы исследования малых небесных тел, открывая новые возможности для освоения космоса и улучшая наше понимание этих удаленных объектов.
Инновация в области низкой гравитации
Переход в условия низкой гравитации является существенной трудностью при роботизированном исследовании малых небесных тел, которые рассматриваются в данной работе.
Эти планеты, которые являются реликтами создания Солнечной системы, богаты такими ресурсами, как платина, которые могут помочь в будущих космических исследованиях и дать важную информацию о происхождении системы. Однако обычные колесные марсоходы сталкиваются с серьезными проблемами из-за минимальной силы тяжести, которая часто составляет всего несколько тысячных земной, поскольку им трудно обеспечить сцепление с дорогой.
Как сообщает South China Morning Post (SCMP), чтобы решить эту проблему, исследователи разработали робота, способного корректировать свою позу в воздухе во время прыжков, используя обучение с подкреплением. В отличие от традиционных систем, которые основаны на тяжелом стабилизирующем оборудовании, этот робот использует систему управления “без модели”, координируя движения четырьмя лапами. Это позволяет ему корректировать наклон и даже переориентироваться для корректировки траектории.
Команда сосредоточилась на решении проблемы дисбаланса силы ног, который может привести к столкновениям, неконтролируемому вращению или отскоку робота от земли. Используя технологию пневмоподвески, они разработали платформу для моделирования условий микрогравитации, чтобы протестировать свою технику управления и убедиться, что робот может безопасно приземляться, изменять курс для последующих прыжков или корректировать отклонения высоты во время свободного падения.
Ни одна миссия еще не отправляла марсоход, способный проводить длительные исследования поверхности, несмотря на то, что космические агентства успешно приземляли космические аппараты на астероиды для сбора образцов. По данным SCMP, успех этих роботов-прыгунов может изменить направление исследований астероидов, открыв новые возможности для изучения этих исчезнувших астероидов и улучшив использование космических ресурсов.
Стабилизирующие прыжки
Команда разработала робота, способного самостоятельно стабилизироваться во время прыжков с небесных тел с низкой гравитацией. В таких условиях каждый прыжок может удерживать робота в воздухе до 10 секунд, что достаточно для того, чтобы незначительный дисбаланс в силе ног привел к неконтролируемому вращению или даже унесению робота в космос.
Чтобы решить эту проблему, команда использовала обучение с подкреплением, в частности, оптимизацию проксимальной политики, для обучения робота в виртуальной симуляции. За семь часов ИИ научился совершенствовать свои движения для стабильного приземления, корректируя угол наклона, крен и рыскание в течение нескольких секунд.
Например, при запуске с крутым наклоном вперед в 140 градусов робот стабилизировался всего за восемь секунд и мог поворачиваться в воздухе на 90 градусов, чтобы переориентироваться, сообщает SCMP.
