رباتی که در یک ساعت راه رفتن یاد می‌گیرد

مورتی توسط یک الگوریتم هوش مصنوعی کنترل می‌شود که اطلاعات زیادی در خصوص پا‌های ربات مانند شکل دقیق هر جزء ندارد. یک برنامه کامپیوتری با انجام عملکردی مشابه عملکرد طناب نخاعی حیوانات، قادر است در مدت زمان کوتاهی راه رفتن را به ربات بیاموزد.

محققان مؤسسه سیستم‌های هوشمند ماکس پلانک اشتوتگارت آلمان به تازگی یک ربات نیم متری به نام «مورتی» طراحی کرده اند که می‌تواند به جای اجرای یک برنامه از پیش تعیین شده، خودش راه رفتن را بیاموزد. این ربات قادر است در مدت یک ساعت راه رفتن را بخوبی یاد بگیرد.

به گزارش فرارو، مورتی توسط یک الگوریتم هوش مصنوعی کنترل می‌شود که اطلاعات زیادی در خصوص پا‌های ربات مانند شکل دقیق هر جزء ندارد. یک برنامه کامپیوتری با انجام عملکردی مشابه عملکرد طناب نخاعی حیوانات، قادر است در مدت زمان کوتاهی راه رفتن را به ربات بیاموزد.

حیوانات با شبکه‌های هماهنگ ماهیچه‌ای که در نخاع آن‌ها قرار دارد، متولد می‌شوند. با این حال، یادگیری هماهنگی دقیق عضلات و تاندون‌های پا کمی زمان بر است. نوزادان حیوانات به شدت به رفلکس‌های نخاعی متکی هستند. رفلکس‌های کنترل حرکتی که تا حدودی ابتدایی‌ترند، به حیوان کمک می‌کند تا در اولین تلاش برای راه رفتن از افتادن و آسیب دیدن خود جلوگیری کند. کنترل ماهیچه‌ای پیشرفته‌تر و دقیق‌تر به سازگاری سیستم عصبی با عضلات پا و تاندون‌های حیوانات کمک می‌کند.

دانلود

فیلم اصلی

پس از مدتی دیگر از تلو تلو خوردن کنترل نشده خبری نیست و حیوان جوان اکنون می‌تواند با بزرگسالان همگام شود. ربات مورتی پس آموزش راه رفتن، از مکانیک پیچیده پا‌های خود به خوبی استفاده می‌کند. یک الگوریتم بهینه‌سازی، با استفاده از اطلاعات سنسور پای ربات و داده‌های هدف از نخاع مجازی مدل‌سازی‌شده که به عنوان یک برنامه در رایانه ربات اجرا می‌شود، مطابقت داده می‌شوند. ربات با مقایسه مداوم اطلاعات حسگر ارسالی و مورد انتظار، اجرای حلقه‌های بازتابی و تطبیق الگو‌های کنترل موتور خود، راه رفتن را یاد می‌گیرد.

الگوریتم یادگیری پارامتر‌های کنترلی یک مولد الگوی مرکزی (CPG) را تطبیق می‌دهد. در انسان و حیوان، این مولد‌های الگوی مرکزی شبکه‌ای از نورون‌ها در نخاع هستند که انقباضات دوره‌ای عضلانی را بدون ورودی مغز ایجاد می‌کنند. شبکه‌های مولد الگوی مرکزی به تولید کار‌های ریتمیک مانند راه رفتن، پلک زدن یا هضم کمک می‌کنند. علاوه بر این، رفلکس‌ها اعمال کنترل غیرارادی حرکتی هستند که توسط مسیر‌های عصبی رمزگذاری شده ایجاد می‌شوند و حسگر‌های موجود در پا را به نخاع متصل می‌کنند.

هوش مصنوعی دستورالعمل‌های راه رفتن را به مورتی می‌دهد. سپس آن‌ها را بر اساس خوانش حسگر‌های پا تنظیم می‌کند و وقتی ربات سقوط می‌کند و ارتباطش با زمین قطع می‌شود، سیگنال‌هایی برای او ارسال می‌کند. راپرت می‌گوید مورتی در ابتدا می‌افتد، اما پس از مدت یک ساعت هوش مصنوعی بهترین راه را برای راه رفتن را به او می‌آموزد. این ربات می‌تواند در پایان یک فرآیند یادگیری یک ساعته، با مصرف انرژی ۴۲ درصد کمتر از زمانی که برای اولین بار شروع به حرکت می‌کند، راه برود.

تماشاخانه