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研究發現心理學理論可以推動機器人行走方式的改進

2020年04月27日 17:47 ? 次閱讀

(文章來源:教育新聞網)

多虧了曼徹斯特大學的一項研究,心理學理論才能開始改善機器人的行走方式。

這項研究-臨床心理學家,機器人工程師和機器人企業家之間的獨特合作今天發表在《智能與機器人系統雜志》上。它分析了用簡單的樂高(Lego)制造的驅動自平衡機器人的標準算法被基于“知覺控制理論”的算法所取代的情況。該理論被編碼為小機器人,使其能夠像人類和其他動物一樣控制感覺到的東西,從而更有效地移動。

盡管機器人在兩個輪子上移動,但這是一個“倒立擺”,它需要靈活的平衡,類似于我們走路時如何保持身體直立。

因此,機器人越能平衡,就越能為像人一樣的行走做好準備。在研究中,更生動的機器人通過每秒至少100次評估其環境,比競爭對手更準確,更迅速,更高效地進行了平衡。即使受到側向輕推的干擾,它也比競爭對手更有效地搬到了新位置。當算法被編程到機器人中時,它看起來不穩定得多,并且過度擺動。

AL t4518531338765312 研究發現心理學理論可以推動機器人行走方式的改進

盡管知覺控制理論已被廣泛用于心理治療,教育和育兒干預中,但這是第一次在機器人中進行“頭對頭”測試的比較。這項新研究比較了使用三個不同軟件控制器進行編程和調試的同一個倒立擺機器人。工程師廣泛使用比例控制和LQR這兩種方法來構建最新的機器人。

第三種是知覺控制理論,最初是從工程學衍生出來的,但是它采用了“內部人的觀點”,指明了機器人的“期望輸入”或“需求”。

曼徹斯特大學臨床心理學讀者Warren Mansell博士說:“盡管這是早期工作,但令人欣喜的是,用于幫助患有精神健康問題的人的科學理論如何實際上可以幫助工程師改善人工智能設計設備。“機器人還沒有達到像《星球大戰》和《銀翼殺手》等科幻小說中的機器人的能力,而且還沒有人熟練地用兩只腳走路。

“但是使用該理論確實可以使機器人轉變為更逼真的機器。”曼徹斯特大學機器人系統高級講師西蒙·沃森博士說:“自然界開發了我們所知道的最復雜的機器,因此能夠實現受它們啟發的算法是我們自己的創新開發能力的重要一步。建造并測試了機器人的博士生Thomas Johnson說:“這項工作證明了采用知覺控制理論控制機器人的成功。本文演示了機器人技術人員如何從生活世界中尋找靈感。”

計算機技術專家Rupert Young博士說:“這項研究偷看了一種全新的方式來理解如何構建機器人系統,盡管現實世界具有混亂,不可預測的特性,但它們是動態的和自適應的。基于一種優雅而自然的方法,這種范例有望開發出更加先進的自主機器人。”
? ? ? (責任編輯:fqj)

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