双足机器人界“博尔特”来啦！

　　你有想象过机器人如何完成人类的竞赛挑战吗？

　　美国俄勒冈州立大学动态机器人实验室的双足机器人凯西（Cassie）于 2022 年 5 月 11 日在美国俄勒冈州科瓦利斯挑战了这个纪录，用时24.73秒打破了双足机器人最快的100米的世界纪录。

　　

　　去年，凯西就在俄勒冈州立大学的校园内，在没有“队友”帮助的情况下，完成了“一个人的户外马拉松”，以53分03秒的成绩成功成为跑完5公里。

　　在这场100米比赛中，待工作人员将一切设备调试准备后，开始在起跑线前充分热身，这样既保护了自己的身体不因剧烈运动而“受伤”，又充分预热自己的跑步“肌群”；接着在计时开始后，嗖地一声，哒哒哒哒地跑走；最后成功“稳住”以站立姿态冲过终点。当然，最后一还不忘缓缓走几步平复一下心情。

　　都是“科技与狠活”啊！

　　

　　热身！

　　

　　奔跑！

　　

　　

　　缓冲！

　　咳咳，言归正传。凯西最终的控制器由德文·克劳利（Devin Crowley）专门负责。他精心策划了这次挑战并在这次挑战中操控凯西。

　　

　　不要小看凯西最后以站立姿态冲过重点背后科研人员的的费尽心力。

　　凯西的运动系统由一个神经网络控制，该神经网络经过大约一年的模拟训练，而实时训练压缩到一周。

　　凯西的稳定性和从基于模拟的培训到真实世界的部署的模拟再到现实的转移是动态机器人实验室（DRL）面临的最大挑战之一。虽然在模拟中凯西实现了非常快的速度，但不完美的建模导致硬件性能降低的缺点仍然存在。

　　

　　吉尼斯有很多由机器人打破的最快的纪录，但这次纪录是基于标准的竞争性人类任务而设立的挑战。它不是只关注瞬时最高速度——它实际上是关注的是挑战中一定距离内保持的平均速度，并且要求凯西必须以站立姿势开始，并在越过终点线后返回该姿势的重大限制下完成挑战。这就意味着它不能简单地跑100米然后报废。

　　

　　与飞机的起飞和降落类似，启动尤其是停止是这项努力中最具挑战性的部分。仪表板的神经网络控制器专门用于跑步，无法使凯西静止不动。为了解决这个问题，DRL让凯西在两个神经网络之间转换：一个可以跑步，另一个可以站立。让如何让凯西优雅地工作取决于这些编码转换时控制适当的时间的问题。鉴于任务的现实性质，建立这一纪录是机器人运动和现实世界能力的一个具体里程碑。

　　这项工作是俄勒冈州立大学动态机器人实验室多年双足运动研究的结晶，包括十数位科研人员的辛勤动作的成果。

　　研发人员表示：过去几年里，我们一直寻找实现这一世界纪录方式。机器学习方法长期以来一直用于模式识别，例如图像识别，但为机器人生成控制行为却是新的领域。

　　凯西的进化远远不止我们看到的这些。凯西是2017年由Agility Robotics（俄勒冈州立大学拆分出来的机器人公司）推出的双足平台机器人，它在几年时间里的发展可谓相当迅速。

　　2017年，3个月大的凯西首次亮相。2018年，凯西可以适应各种坎坷的环境，越过障碍物。

　　

　　到2020年的时候，凯西已经可以学会从横着走到一蹦一跳。让人值得注意的是，当时版本的凯西并不是自主奔跑，它没有配备外部传感器，旁边有人拿着遥控装置控制转向。

　　

　　Agility Robotics 的联合创始人兼 CTO 乔纳森·赫斯特（Jonathan Hurst）对此表示，“这应该是第一个学会跑步的双足机器人，但不会是最后一个。”

　　他相信这种控制方法将成为未来机器人技术的重要组成部分。将学到的策略用于机器人控制是一个非常新的领域，并在百米短跑中显示出比其他控制方法更好的性能。

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