Революция в робототехнике: робот Пуньо обучается на раз-два – подробности эксперимента

Несмотря на стремительный прогресс в области искусственного интеллекта и робототехники, машины до сих пор испытывают трудности с тем, что для человека является обыденным — с ловкостью. Захват, удержание и перемещение предметов, особенно крупных и нестандартных, остаются одной из самых сложных задач для инженеров. Но исследователи из Института исследований Toyota в Массачусетсе смогли сделать серьёзный шаг вперёд. Их гуманоидный робот-торс под названием Пуньо научился использовать всё своё тело для взаимодействия с объектами — как это делают люди. Результаты экспериментов опубликованы в журнале Science Robotics.

Как робот учился

В отличие от традиционных моделей, полагающихся на жёсткие алгоритмы и точные расчёты, Пуньо использует комбинацию мягкой "кожи" и датчиков давления в суставах. Благодаря этому он получает обратную связь и способен корректировать движения в реальном времени.

Робот показал впечатляющие результаты: он взваливал на плечо тяжёлый кувшин с водой, поднимал и удерживал крупные коробки. Залог успеха — сочетание пассивной податливости (мягкость конструкции) и активной податливости (гибкость суставов, управляемая алгоритмами).

"Добавление любого типа податливости (то есть пассивной, активной или обеих) полезно, демонстрируя в среднем увеличение показателя успеха на 206% по сравнению с её отсутствием", — отметили авторы исследования.

Минимум обучения — максимум результата

Особенно примечателен процесс обучения. Роботу хватило всего одного урока: исследователи показали ему, что нужно делать, всего один раз в виртуальной среде. Затем Пуньо самостоятельно отрабатывал действия с помощью алгоритмов обучения с подкреплением.

"Одной дистанционно управляемой демонстрации, собранной в симуляции, достаточно для обучения правилам выполнения стилизованных, контактных движений", — пояснили специалисты.

Фактически, это открывает путь к созданию роботов, которые обучаются быстрее и проще, без необходимости долгого программирования.

Зачем это нужно

Такая технология может изменить подход к применению роботов в реальной жизни. Появляется возможность создавать машины, способные работать грузчиками и складскими работниками, помогать в быту или поддерживать людей с ограниченными возможностями. Это уже не только промышленные роботы, но и потенциальные помощники в повседневной жизни.

Прорыв состоит в том, что от робота больше не требуется сложное программирование. Достаточно один раз показать нужное действие — и он сможет повторить его, адаптируясь к ситуации.

Три интересных факта

1. Метод обучения с подкреплением, использованный для Пуньо, часто применяется в обучении игровых ИИ — например, в системах, которые учат нейросети побеждать в шахматах или го.
2. Использование мягких материалов в робототехнике стало отдельным направлением — "софт-роботикой". Оно позволяет машинам взаимодействовать с человеком более безопасно.
3. Название "Пуньо" переводится с испанского как "кулак" — символ силы, но в данном случае оно олицетворяет не грубую, а контролируемую силу.