关于自重构机器人的卡斯珀故事

||谈话

Kasper圣øy肖像Kasper沙砾堕落是一个机器人和体现的人工智能研究员,在软件和系统部分举办副教授职位金宝博娱乐金宝博官方哥本哈根大学。他对完整机器人系统的构造和设计感兴趣,但作为一名计算机科学家,他在多机器人系统的分布式控制和模块化机器人方面做出了大部分个人贡献。金宝博官方他在国际会议或期刊上发表了60多篇论文,并著有《自重构机器人:简介由麻省理工学院出版社出版。他还共同创立了通用机器人公司,这是一家专注于用户友好的工业机器人手臂的公司。他是国际机器人研究社区的积极参与者,并在机器人领域的所有主要期刊和会议上发表评论。金宝博娱乐他曾在南加州大学、哈佛大学、Tarapacá大学(智利)和Seam Reap大学(柬埔寨)呆过很长时间。1999年获得丹麦奥胡斯大学计算机科学和物理学硕士学位,2003年获得南丹麦大学计算机系统工程博士学位,2003-2006年担任助理教授,2006-2013年担任副教授。金宝博官方他已婚,有两个孩子。

卢克·穆罕沃斯:在Larsen等人(2013),你和你的共同作者写道:

与自下而上的模型的方法相比,在构建机器人[是]时,使用自下而上的模型方法,这些方法通常被视为较不太科学的方式,因为结果不易到其他系统中的其他系统......在本文中我们金宝博官方将展示如何使用来自生物力学的众所周知的实验方法来测量和定位我们自下而上,无级步行者的无模型实现中的弱点,并提出更好的解决方案。

从这篇论文中,我可以看出您的实验方法是如何让您为您的步行机器人找到更好的解决方案的,但我无法理解您是如何解决将解决方案推广到其他系统的挑战的,尽管您采用了自底向上、无模型的方法。金宝博官方你能解释一下这部分吗?


Kasper沙砾堕落问题是,研究前沿机器人技术的研究人员想要探索金宝博娱乐材料及其相互作用如何有助于机器人的运动。例如,研究人员已经研究被动动金宝博娱乐态步行者很长时间了,他们利用机械系统实现步行,而不使用传感器或促动器。金宝博官方能量来自下坡行走,控制是开环的——机械系统本身是自稳定的。金宝博官方对于这些系统,我们目金宝博官方前的工程方法还可以,但不是很好。我们可以模拟这些类型的步行者,这样我们就可以很好地猜测出系统的初始参数,从而使系统能够行走,但在系统真正行走之前,仍有一个延长的修补阶段。金宝博官方正是在这个修补阶段,我们在生物力学中使用的精确运动捕捉开始发挥作用。给出了机器人各部分的测量路径,可以对数据进行分析,并对如何改进机器人提出合理的假设。因此,即使底层的物理过程过于复杂而无法建模,修补也变得更加系统化。金宝博官方这可能不是很明显,但仅仅是建模一只脚与地面的影响,考虑到所有类型的摩擦,脚的变形,弹簧效应,等等,在很大程度上是棘手的。因此,我们工作的基本假设是,所有的运动模型从根本上都是错误的。 They may give a high-level picture of what is going on, but fundamentally they cannot be used to predict what will happen just two steps later. However, if we turn this around and we have gotten our robot to walk and we record the data of how it walks. Although difficult, we can build a model that match this data which is based on the ground truth and where there is no modelling bias on the part of the researcher. We now have a better informed model that can be used to build the next generation of robots. Hence, the model is a generalisation of our specific implementation which you can copy, but you can also replace elements of which you have better implementations. In locomotion research like many other fields the models and physical systems are drifting apart because it is researchers with different skill and interests who work on them. In our work, we are clearly working on physical systems and just provide a hint to how our experimental results can be generalised in a way that is meaningful to modelling oriented researchers. We hope.


路加福音:你合著一本书关于自重构机器人的研究。你说的这个词是什么意思?最近有哪些实际的自重构机器人的例子?(也许是比书更新?)


卡斯帕:自我可重构的机器人是由多细胞生物启发的想法。这一想法是,而不是将机器人建立为单一昂贵的,单片,脆弱的硬件,而是从许多相对简单的机器人单元中建立一个机器人。我们将这些机器人细胞称为模块和研究界为模块化机器人。金宝博娱乐然后,自我重新配置的机器人然后进一步迈出这一步,即不仅是机器人多蜂窝,模块也可以重新排列它们自动连接的方式。因此,由于模块彼此漂移,因此机器人作为整个变化形状。虽然这是生物学中的罕见,但有一个叫做Hydra的小型水生动物,具有这种能力。事实上,已经表明,如果将其切成一半,它将自身变为原来湿润的两个较小的复制品。这种类型机器人的优势是极端的鲁棒性和多功能性。特别是陆地探索的特征。关于,申请这是从一开始的好奇驾驶研究。金宝博娱乐 Is it possible to build a robot that is multi-cellular and able to chance its own shape? The answer is yes. The concept has been implemented successfully in about five systems internationally. However, modules are relatively expensive, big (10cm diameter), complex, and quite heavy. Hence, direct applications are still lacking given that the cost-benefit of these robots is not good enough for a commercial market. However, the more modest modular robots have seen some recent success on KickStarter with the Modbots. A modular construction kit for building your own robots.


路加福音你所说的“大约五种系统”分别是什么?金宝博官方


卡斯帕目前最先进的系统是日本AIST研发的M-T金宝博官方RAN III自重构机器人。亚军是ATRON,它主要是由我在南丹麦大学的前同事开发的。然而,上述两个系统都没有进一步开发。金宝博官方另一个亚军是瑞士EPFL开发的Roombots。最近令人兴奋的发展是麻省理工学院的M-Blocks和宾夕法尼亚大学的SMORES。有大量的机器人非常接近,但不能完全实现令人信服的三维自重构。

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路加福音:您预计在未来10-15年的研究中将在自我重新配置模块化机器人的研究中看到有些特定的突破或进展是什么?金宝博娱乐


卡斯帕:该领域非常涉及是否有可能构建可以改变自己形状的机器人。在过去十年中,我们已经确定了这确实如此。然而,目前机器人细胞对于大多数应用来说是过于复杂的,沉重,昂贵的。因此,其中一个目标是减少所有这些障碍,但鉴于机电一体化中的现有技术,这很困难。因此,我看到了一个主流的研究领域,专注于机电一体化的各种简化,使其在金宝博娱乐空间,机器人原型工具等特定应用中具有吸引力。但是,它还明确表明必须考虑其他实施。因为这一些已经转向基于DNA的实现或使用微制造技术。另一个未开发的机会是软机器人,这是一个整体机器人社区的牵引力。那么这个问题将在10-15年内引领。我认为所有区域都有潜力,所以如果例如软模块化机器人效力成功,这可能导致机器人多细胞系统在材料特性方面更接近生物细胞。金宝博官方 Where would this find applications is anyones guess, but maybe in furniture, clothing or in healthcare in the form of adaptive casts.


路加福音:谢谢,卡斯帕!