15/03/2024
Door Ad Spijkers
ETH-onderzoekers leerden de vierbenige robot nieuwe vaardigheden met behulp van machine learning.
De robot van de eveneens in Zürich gevestigde fabrikant Anybotics beheerst de steenachtige grond op Zwitserse wandelpaden al lang. Onderzoekers van de Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH) hebben hem nu nieuwe vaardigheden aangeleerd. De robot doet het nu uitstekend in parkour, de trendy sport waarbij hij met atletische bewegingen soepel obstakels in stedelijke gebieden overwint. Anymal kan nu ook op onbegaanbaar terrein zoals op een bouwplaats of in een rampgebied goed overweg.
Machine learning
Om de looprobot deze vaardigheden aan te leren, hebben twee teams van de afdeling Werktuigbouwkunde en Procestechniek verschillende aanpakken gevolgd. Een promovendus Nikita in een van de teams doet in zijn vrije tijd aan parkour. "Voordat we aan het project begonnen, waren enkele onderzoekers van mening dat alles al bereikt was in de ontwikkeling van looprobots. Ik verzette me: ik was er van overtuigd dat er veel meer mogelijk was met de mechanica van lopende robots.
Met zijn eigen parkour-ervaringen in gedachten probeerde hij de mogelijkheden van Anymal nog verder te vergroten. Hij bereikte dit door de vierbenige robot nieuwe vaardigheden aan te leren met behulp van machine learning. Anymal kan nu obstakels beklimmen en er met dynamische bewegingen vanaf springen. De robot leerde met vallen en opstaan, net als een kind.
Als Anymal nu met een obstakel wordt geconfronteerd, gebruikt hij een camera en een kunstmatig neuraal netwerk om te herkennen welk type obstakel hij moet overwinnen. Vervolgens voert hij de bewegingen uit die hij eerder in de training als veelbelovend heeft geleerd. En er is nog meer vooruitgang mogelijk. Bijvoorbeeld als de looprobot niet alleen vooraf gedefinieerde taken moet uitvoeren, maar zich doorgaans ook in moeilijk terrein moet verplaatsen, bijvoorbeeld in een puinveld.
Combinatie van technologieën
Een andere promovendus vertrouwde niet alleen op machine learning, maar combineerde dit met een bekende regeltechnische aanpak, de zogenaamde modelgebaseerde besturing. Basisbewegingen die moeilijk te leren zijn, zoals het herkennen en overwinnen van kuilen in een puinveld, kunnen gemakkelijker aan een robot worden aangeleerd. Machine learning helpt de robot bewegingspatronen te leren, zodat hij deze flexibel kan gebruiken in onvoorziene situaties. Door beide benaderingen te combineren, verwacht deze promovendus het maximale uit Anymal te halen.
De looprobot is nu beter in staat om een veilige houvast te vinden op gladde oppervlakken of onstabiele rotsblokken. Binnenkort wordt de robot ook gebruikt op bouwplaatsen of overal waar het te gevaarlijk is voor mensen, bijvoorbeeld om een bouwvallig huis in een rampgebied te inspecteren.
De wetenschappelijke publicatie over de ervaring met parkour vindt u hier, die over modelgebaseerde besturing vindt u hier.
Foto: ETH Zürich / Nikita Rudin