我没让机器人变身,它自己就变了 | Science Robotics

月棱镜威栗 发自 凹非寺 量子位 出品 | 公众号 QbitAI

小时候,曾经真挚地向往巴巴爸爸的变形技能。想凿开冰球,就把自己变成嘴巴尖利的大鸟。

如今,机器人也可以变身了。

让身体的各个部位重新排列组合,以最佳的形态完成任务。

比如,给包裹贴邮票,高处也够得到:

注意,变身并非依靠人类操控,是机器人自行决定:根据环境和任务来决定。

这是康奈尔大学和宾夕法尼亚大学研究人员的作品,叫SMORES-EP,刚刚登上Science Robotics期刊。

变身口诀:了解自身的缺陷

机器人身上有磁铁,取东西当然是靠吸的;

每个模块都有轮子,移动方式也一目了然。

更重要的是,机器人有眼睛、有脑子。它要了解环境,也了解自己身材的缺憾,才能用精彩的变身来填补不足,完成特定的任务。

在这个逼仄的空间里,机器人要取到粉红色的物体,把它搬运到蓝色区域

它开始行动了,一路上要在脑海里画出空间的三维地图,用的是SLAM。

很快,机器人发现了墙上的蓝色标记,然后在地图上记下了位置。

再往左拐,它看到了目标小粉,但是夹在两个垃圾桶之间,以机器人当前的身材很难抓到。

月圆之夜,是时候展现变身的技术了。

它机智地发现,只要把前面的三个模块纵向排列,就能伸手进去摸到猎物。

阵型变换完成,接下来便如同探囊取物。

你可能记得,吸出小粉也只是任务的一半。

最终要把目标送到蓝色区域,机器人判断了一下,还是原始形态比较合适。所以,它又变回去了。

结局不难想见,货物安然抵达指定地点。

狭窄的通道,就用纤细的身材来应对。当然,这种身型还有其他用途

一是,想把货物扔进邮箱,就必须登上台阶

机器人果断甩掉两个模块,蛇形前进,姿态妖娆,带着强大的节奏感完成了任务。

二是,要往包裹上面贴邮票 (开头已出场) ,可是目标位置太高

所以,排成纵向,伸手上去。Duang,贴好了:

不过,如果你以为机器人只有这单一的变身术,就看低了它的技巧。

只有更高级的任务,才能释放它的能量:

不止会变身,还懂得使用工具

现在,机器人的目标,是在抽屉柜里找到这些失踪的玩偶。

锁定粉红色标记之后,机器人拉开了最下层的抽屉,没有发现自己想找的玩具。

不过里面有些书,旁边还有个三角形的小架子 (其实躺下是个三棱柱) 它都注意到了。

显然,机器人还想打开第二个抽屉。

注意,它衔起了三角形,把它摆到抽屉侧面 (下图) 。

似乎比想象的机智许多。

高能预警。

它知道以自己现在庞大的身躯,没办法爬上这个窄窄的坡道。

于是,机器人派出三个模块离开本体,爬上坡道

站在书的上面,它拉开了第二个抽屉。

这个时候,原地待命的摄像头,看到了抽屉里的玩具。

任务完成。

机器人能做出如此 (优) 秀的决策,深度摄像头居功至伟。

有了它,系统便可以把三角形的高度抽屉的高度书的高度做个对比,制定出执行任务的全套步骤,尤其是外部工具 (三角形) 的使用方法。

看到这里,可以好奇一下了:如果第一个抽屉里没有垫那些书呢?

拉开抽屉,空空如也,机器人就有情绪了。

“这样完全上不去,怕不是在搞我吧。”

于是,它欢快地把自己解体了 (上图) ,以此表示对人类的反抗任务无法完成。

确实,机器人还有很多过不去的坎。不过下面这条沟,它是过得很轻易了。

两张桌子之间有些距离,看起来超过机器人一个模块的宽度,掉下去就是粉身碎骨

现在,需要跨过这个距离,可用的工具从一大只变成了两小只

单独用的话,两个工具可能都撑不起一座桥。

机器人好像并不犹豫,直接把它们拼到了一起,造好了一座够宽的桥。

然后,把桥搭在两张桌子中间,再脱掉背面的三个模块让自己变瘦,机器人就能轻盈地到达对岸。

除了拥有变身技巧,还懂得借助外部工具的力量,这大概是只前途似海的机器人了。

传送门,以及……

最后,在下有一点小小的期待。

不知大家熟不熟《境界的彼方》,名叫未来的妹子是可以操纵血液的异界士。

战斗开始之前,在手上划个口子,就能把血变成一把太刀。

用完了还能收回来。

如果以后的机器人,也能如此控制自己的形态、收放自如,是不是会像她一样可爱?

论文在此:

An integrated system for perception-driven autonomy with modular robots http://robotics.sciencemag.org/content/robotics/3/23/eaat4983.full.pdf

原文发布于微信公众号 - 量子位(QbitAI)

原文发表时间:2018-11-18

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