在元宵晚會的舞臺上，撒貝寧與宇樹機器人的蹣跚亮相引發(fā)了觀眾對人形機器人運動能力的關(guān)注。然而，人形機器人的技術(shù)進步日新月異，不穩(wěn)的行走姿態(tài)或許很快就會成為歷史。
近日，上海交通大學(xué)與上海人工智能實驗室的研究人員共同發(fā)布了一項名為“HoST”的強化學(xué)習(xí)框架。這一創(chuàng)新技術(shù)使人形機器人能夠迅速適應(yīng)各種真實場景和地形，實現(xiàn)多樣化的站立姿勢。
HoST框架融合了多評判強化學(xué)習(xí)、平滑正則化和隱式速度約束，讓機器人能夠?qū)W習(xí)自適應(yīng)站立動作。通過這一框架，機器人可以在虛擬地形上進行訓(xùn)練，并將所學(xué)技能直接應(yīng)用于現(xiàn)實世界。內(nèi)置的速度限制確保了機器人動作的流暢性，減少了站立過程中的震蕩和劇烈動作，有效保護了硬件。
據(jù)研究人員介紹，HoST框架的特點之一是多樣化的站立姿勢。無論是在室外還是室內(nèi)環(huán)境，機器人都能平穩(wěn)地站立。該框架還展現(xiàn)出極強的魯棒性，能夠應(yīng)對外部干擾，如力、載荷變化、柔軟障礙物以及隨機扭矩丟失等。
更HoST框架賦予了機器人在緊急狀態(tài)下的站立技能。無論是跌倒恢復(fù)、動態(tài)平衡還是站立穩(wěn)定性，機器人都表現(xiàn)得十分出色。在宇樹G1人形機器人上的測試中，機器人能夠從全身躺地的狀態(tài)迅速站起，展現(xiàn)出強大的運動能力。
在戶外環(huán)境中，機器人同樣表現(xiàn)出色。無論是躺在臺階上、靠著樹坐著，還是平躺在鋪滿石子的路上或草坪上，機器人都能迅速站起。同樣，在室內(nèi)環(huán)境中，無論是沙發(fā)、地板、斜坡還是軟墊，機器人都能從各種姿勢中迅速站起，動作干脆利落。
機器人在動態(tài)平衡能力上也表現(xiàn)出色。從斜坡上站起后，機器人能夠一邊保持平衡一邊移動。即使在負重狀態(tài)下，機器人也能輕松站起。在測試中，背負6千克背包的機器人即使在受到外部干擾的情況下，也能迅速且穩(wěn)定地站起。
HoST框架的提出，解決了以往方法中忽視硬件限制和依賴預(yù)設(shè)軌跡的問題。通過強化學(xué)習(xí)，機器人能夠?qū)W習(xí)在各種地形上的自適應(yīng)站立動作，實現(xiàn)從仿真到現(xiàn)實的有效遷移。這一成果為人形機器人的站立控制奠定了基礎(chǔ)，并有望在未來得到更廣泛的應(yīng)用。
