多虧了曼徹斯特大學(xué)的一項(xiàng)研究,心理學(xué)理論才能開始改善機(jī)器人的行走方式。
這項(xiàng)研究-臨床心理學(xué)家,機(jī)器人工程師和機(jī)器人企業(yè)家之間的獨(dú)特合作今天發(fā)表在《智能與機(jī)器人系統(tǒng)雜志》上。
它分析了用簡(jiǎn)單的樂高(Lego)制造的驅(qū)動(dòng)自平衡機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)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(jī)器人,使其能夠像人類和其他動(dòng)物一樣控制感覺到的東西,從而更有效地移動(dòng)。
盡管機(jī)器人在兩個(gè)輪子上移動(dòng),但這是一個(gè)“倒立擺”,它需要靈活的平衡,類似于我們走路時(shí)如何保持身體直立。
因此,機(jī)器人越能平衡,就越能為像人一樣的行走做好準(zhǔn)備。
在研究中,更生動(dòng)的機(jī)器人通過每秒至少100次評(píng)估其環(huán)境,比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更準(zhǔn)確,更迅速,更高效地進(jìn)行了平衡。
即使受到側(cè)向輕推的干擾,它也比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更有效地搬到了新位置。
當(dāng)算法被編程到機(jī)器人中時(shí),它看起來不穩(wěn)定得多,并且過度擺動(dòng)。
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(yù)中,但這是第一次在機(jī)器人中進(jìn)行“頭對(duì)頭”測(cè)試的比較。
這項(xiàng)新研究比較了使用三個(gè)不同軟件控制器進(jìn)行編程和調(diào)試的同一個(gè)倒立擺機(jī)器人。
工程師廣泛使用比例控制和LQR這兩種方法來構(gòu)建最新的機(jī)器人。
第三種是知覺控制理論,最初是從工程學(xué)衍生出來的,但是它采用了“內(nèi)部人的觀點(diǎn)”,指明了機(jī)器人的“期望輸入”或“需求”。
曼徹斯特大學(xué)臨床心理學(xué)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(xué)理論如何實(shí)際上可以幫助工程師改善人工智能設(shè)計(jì)設(shè)備。
“機(jī)器人還沒有達(dá)到像《星球大戰(zhàn)》和《銀翼殺手》等科幻小說中的機(jī)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(shí)可以使機(jī)器人轉(zhuǎn)變?yōu)楦普娴臋C(jī)器。”
曼徹斯特大學(xué)機(jī)器人系統(tǒng)高級(jí)講師西蒙·沃森博士說:“自然界開發(fā)了我們所知道的最復(fù)雜的機(jī)器,因此能夠?qū)崿F(xiàn)受它們啟發(fā)的算法是我們自己的創(chuàng)新開發(fā)能力的重要一步。
建造并測(cè)試了機(jī)器人的博士生Thomas Johnson說:“這項(xiàng)工作證明了采用知覺控制理論控制機(jī)器人的成功。本文演示了機(jī)器人技術(shù)人員如何從生活世界中尋找靈感。”
計(jì)算機(jī)技術(shù)專家Rupert Young博士說:“這項(xiàng)研究偷看了一種全新的方式來理解如何構(gòu)建機(jī)器人系統(tǒng),盡管現(xiàn)實(shí)世界具有混亂,不可預(yù)測(cè)的特性,但它們是動(dòng)態(tài)的和自適應(yīng)的。基于一種優(yōu)雅而自然的方法,這種范例有望開發(fā)出更加先進(jìn)的自主機(jī)器人。”