Робот, обучающийся через самонаблюдение

Учёные из Колумбийского университета разработали автономную роботизированную руку, способную осваивать новые движения и адаптироваться к физическим повреждениям посредством наблюдения за собственными перемещениями. Этот прорыв базируется на концепции «кинематическая самосознательность», позволяющей роботу использовать видеоданные собственных движений для планирования последующих действий.
Робот, обучающийся через самонаблюдение
Изображение носит иллюстративный характер

Подобно тому, как младенцы, используя зеркала или отражения водоемов, формируют трёхмерное представление о своём теле, а танцоры анализируют выступления для совершенствования техники, робот с помощью самонаблюдения корректирует свою траекторию и улучшает координацию движений.

Традиционные методы обучения роботов опираются на детализированные 3D-симуляции, требующие значительной инженерной экспертизы и времени. При переходе моделей из виртуальной среды в реальные условия часто возникает проблема несовпадения параметров, что лишает робота возможности адекватно реагировать на неожиданные повреждения или изменения окружающей среды.

Новая архитектура самообучения включает три глубокие нейронные сети. Координатный энкодер обрабатывает исходное видео, аналогично зеркальному отражению, кинематический энкодер преобразует изображение с подробностями о суставах и движениях в бинарное представление, а предиктивная модель использует полученные данные для оперативной коррекции движений руки в реальном мире.

Экспериментальные испытания подтвердили эффективность подхода. В одном тесте робот успешно обходил картонную перегородку, наблюдая за видеофрагментом своего движения. В другом эксперименте симулировали повреждение с помощью 3D-печатного звена, после чего робот, анализируя собственное видео, скорректировал алгоритмы движения и компенсировал деформацию. «Наша цель — создать робота, который понимает своё тело, адаптируется к повреждениям и осваивает новые навыки без постоянного вмешательства человека», — отметил Юхан Ху, аспирант Колумбийского университета.

Полученные результаты демонстрируют, что самосимулирование не только обеспечивает точное планирование движений, но и позволяет обнаруживать аномалии и восстанавливаться после повреждений. Такой подход существенно сокращает затраты времени на симуляционное обучение и повышает адаптивность робототехнических систем в реальных условиях.

Разработанная технология может найти широкое применение в промышленном производстве, мониторинге окружающей среды и роботизированном уходе за пожилыми людьми или детьми, где быстрая реакция на изменения жизненно важна. К примеру, самовосстанавливающийся робот-пылесос, способный корректировать работу после столкновения со стеной, свидетельствует о перспективах повышения устойчивости бытовых устройств.

Предварительные результаты исследования опубликованы на этой неделе в журнале Nature Machine Intelligence, а его предварительная версия доступна для ознакомления. «Мы, люди, не можем позволить себе постоянно баловать этих роботов, чинить их сломанные части и корректировать производительность. Роботы должны научиться сами заботиться о себе», — подчеркнул профессор Год Липсон, соавтор работы.


Новое на сайте

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка