20/01/2023
Door Ad Spijkers
Atlas, de humanoïde robot van Boston Dynamics, heeft nieuwe vaardigheden gekregen.
De afgelopen jaren heeft de mensachtige robot de wereld versteld doen staan met zijn dansbewegingen. Hij heeft leren lopen, springen en achterover flippen over een complex parkourparcours.
Met een nieuwe routine hebben de ingenieurs van Boston Dynamics de robot een stap dichter bij het uitvoeren van real-world manipulatietaken op menselijke snelheid gebracht. In de meest recente video van Boston Dynamics (onderaan) manipuleert de robot de wereld eromheen.
Nieuwe bewegingen
Atlas interageert met objecten en past de koers aan om zijn doel te bereiken. Dat doel is bijvoorbeeld een tas met gereedschap afleveren bij een vergeetachtige steigerbouwer. De robot grijpt, draagt en gooit de gereedschapstas, klimt trappen op, springt tussen niveaus en duwt een groot houten blok opzij voordat hij 'afstapt' met een omgekeerde draai van 540°.
Op het eerste gezicht lijkt de routine maar een beetje af te wijken van eerdere video's. Maar de nieuwe bewegingen vertegenwoordigen een natuurlijke voortzetting van lopend onderzoek. Parkour en dansen waren al interessante voorbeelden van vrij extreme beweging. Nu proberen de ingenieurs daarop voort te bouwen en ook zinvolle bewegingen uit te voeren. Ze willen dat de robot deze taken met een bepaalde menselijke snelheid kan uitvoeren. Dat vergde behoorlijke upgrades van de besturingssoftware.
Uitbreiding Toolkit
Voor een niet-roboticus lijkt het vermogen om een achterwaartse salto te maken (of zelfs een dansje te maken) misschien indrukwekkender dan het oppakken en afleveren van een zak met gereedschap. Maar een robot die manipulatietaken uitvoert, vereist een meer genuanceerd begrip van zijn omgeving. In het filmpje danste Atlas volledig blind, zonder de perceptie die hij nodig had om op zijn omgeving te reageren. In de nieuwe video observeert en beweegt Atlas zich over en rond vaste obstakels.
Voor deze nieuwe routine stuiten de voortbewegings- en detectiemogelijkheden van de robot op de extra uitdaging om niet alleen objecten met verschillende afmetingen, materialen en gewichten te detecteren, vast te pakken en te verplaatsen. Hij moet ook in evenwicht blijven tijdens het bewegen over die objecten.
Parkour dwong de ingenieurs om de fysieke beperkingen van de robot te begrijpen. Dansen dwong hen na te denken over hoe nauwkeurig en behendig de beweging van het hele lichaam kan zijn. Nu dwingt manipulatie de ontwikkelaars om informatie te verzamelen en te interpreteren: hoe krijgen we het voor elkaar om iets specifieks te doen? Belangrijk aan het Atlas-project is, dat ze de andere dingen die al zijn geleerd niet loslaten.
Nieuwe routines
Voor de onderzoekers is een van de meest indrukwekkende sequenties in de nieuwe routine de opening, wanneer Atlas een grote houten plank manipuleert. In plaats van voorzichtig te draaien, maakt Atlas een sprong van 180° terwijl hij de plank vasthoudt. Het besturingssysteem van de robot rekening moet dus rekening houden met het momentum van de plank om te voorkomen dat de robot omvalt. Vervolgens plaatst Atlas de plank op precies de juiste plek, om hem later te gebruiken.
De houten kist van het platform duwen is ook een bedrieglijk complexe taak: Atlas moet genoeg kracht genereren om de kist te laten vallen, waarbij hij de kist duwt zonder zichzelf van het platform te laten vallen. Ook de spectaculaire salto aan het einde van de routine is veel moeilijker dan eerdere acrobatiek. De draai voegt een asymmetrie toe die niet bestaat bij een normale backflip.
Niet alleen is de wiskunde ingewikkelder, maar tijdens testen raakte Atlas steeds verstrikt in zijn eigen ledematen terwijl het zijn armen en benen insloeg. Dit dwong de ingenieurs om problemen op te lossen en het besturingssysteem te verbeteren, zodat Atlas strategieën kon kiezen die botsingen met zichzelf vermeden.
De toekomst creëren
Sommige Boston Dynamics-robots, zoals Spot (robothond) en Stretch (magazijnrobot) zijn in de handel verkrijgbaar. Atlas is puur een onderzoekplatform. De sprongen voorwaarts in de R&D van Atlas kunnen helpen bij het verbeteren van de hardware en software van andere robots. Ook boeken de ontwikkelaars vooruitgang in de richting van een robot die overal naartoe gaat en alles kan doen. Hij kan dan in wezen dezelfde fysieke taken uitvoeren als een mens.
Boston Dynamics acht het onwaarschijnlijk dat robots op werklocaties hun repertoire gymnastische oefeningen zullen aanspreken. Het voorbeeld met de steiger is meer een demonstratie van enkele nieuwe besturingsmogelijkheden van de robot. De hoop is dat ze de basistechnologie kunnen bouwen waarmee ze eenvoudig dynamisch gedrag kunnen creëren en aanpassen. Ze willen deze kennis later kunnen gebruiken om echte, fysiek veeleisende banen uit te voeren. Er zijn veel onderdelen nodig om een complete oplossing te leveren in een domein als productie of constructie. Deze video belicht een klein deel van waar ze aan werken.
Robotici zijn nog ver verwijderd van het creëren van mensachtige robots die routinematig vuile en gevaarlijke klussen in de echte wereld kunnen klaren. De ontwikkelaars hebben nog veel werk te verrichten. Maar dit filmpje geeft een voorproefje van waar het veld naartoe gaat.
Foto: screenshot video Boston Dynamics