محققان به تازگی چارچوبی مبتنی بر هوش مصنوعی توسعه داده‌اند که به ربات‌های انسان‌نما امکان می‌دهد حرکات ورزشی پیچیده و پیشرفته افسانه‌های ورزشی را با چابکی بی‌نظیری اجرا کنند.
به گزارش تکناک، محققان دانشگاه کارنگی ملون و شرکت انویدیا با همکاری یکدیگر این چارچوب پیشرفته را با نام «هم‌راستایی شبیه‌سازی و فیزیک واقعی» (ASAP) طراحی کرده‌اند. این فناوری نوآورانه به ربات‌ها اجازه می‌دهد حرکاتی مانند چرخش هوایی کریستیانو رونالدو و پرش معروف کُبِی برایانت را با دقت و سرعت تقلید کنند.
فناوری ASAP یک چارچوب دو مرحله‌ای است، که هدف آن حل مشکل تفاوت‌های فیزیکی بین شبیه‌سازی و دنیای واقعی است. در این فرایند، ابتدا ربات‌ها با استفاده از ویدیوهای حرکات انسانی برای شبیه‌سازی آموزش می‌بینند و سپس با جمع‌آوری داده‌های دنیای واقعی و اصلاح استراتژی‌ها، عملکرد آنها در دنیای واقعی بهبود می‌یابد.
این روش با استفاده از مدل‌های پیشرفته‌ای مانند مدل هوش مصنوعی مخصوص تنظیم تفاوت (delta action model)، ربات‌ها را قادر می‌سازد تا حرکات پیچیده و چابک را همانند انسان‌ها انجام دهند.
محققان در مقاله خود به این نکته اشاره می‌کنند که ربات‌های انسان‌نما پتانسیل زیادی برای انجام حرکاتی مشابه انسان در تمام بدن خود دارند، اما تاکنون مشکلات زیادی در هماهنگی و چابکی حرکات آنها وجود داشته است. این موضوع به دلیل تفاوت‌های فیزیکی میان شبیه‌سازی‌ها و دنیای واقعی بوده است.
فهرست مطالب
بهبود حرکت‌ها با استفاده از هوش مصنوعی
بیشتر تحقیقات در زمینه رباتیک برای سال‌ها به حرکت‌های ساده مانند راه‌رفتن محدود بود. با وجود این، محققان به تازگی به این نتیجه رسیده‌اند که برای دستیابی به چابکی کامل، باید به حرکات تمام بدن مانند: پرش، چرخش و تعادل دقیق توجه بیشتری شود.
فناوری ASAP این مشکل را با استفاده از سه روش اصلی شناسایی سیستم (SysID)، تصادفی‌سازی دامنه (DR) و مدل‌های یادگیری دینامیکی برطرف می‌کند.
این چارچوب نوین، پس از آموزش در شبیه‌سازی‌ها، داده‌های دنیای واقعی را جمع‌آوری و مدل‌ها را برای جبران تفاوت‌ها اصلاح می‌کند. در نهایت، ربات‌ها به طور مؤثر با فیزیک دنیای واقعی سازگار می‌شوند و قادر به انجام حرکات پیچیده و چابک خواهند بود.
نمونه‌هایی از حرکات شگفت‌انگیز ربات‌های انسان‌نما
ربات‌های انسان‌نمای آموزش‌دیده با فناوری ASAP اکنون قادر به تقلید حرکات نمادین افسانه‌های ورزش هستند. از جمله این حرکات می‌توان به چرخش هوایی کریستیانو رونالدو موقع گفتن واژه Siu، تعادل یک‌پای لبران جیمز هنگام انجام حرکت معروف”Silencer” و پرش جالب کُبِی برایانت اشاره کرد.
همچنین این ربات‌ها قادر هستند که پرش‌هایی بلندتر از یک متر انجام دهند و در مسیر حرکات خود بسیار چابک‌تر از ربات‌های قبلی ظاهر شوند.
کاهش خطاهای تقلید ربات‌های انسان‌نما تا ۵۲.۷ درصد
یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای این تحقیق، کاهش اشتباهات در تقلید از حرکت تا ۵۲.۷ درصد است. این پیشرفت با استفاده از یک مدل هوش مصنوعی خاص به دست آمده است که تفاوت‌های فیزیکی بین شبیه‌سازی و دنیای واقعی را جبران می‌کند. این تغییرات به ربات‌ها اجازه می‌دهد که حرکات پیچیده بدن را با دقت بالا انجام دهند؛ حرکاتی که در گذشته امکان‌پذیر نبودند.
بهبود سیستم‌های کنترل و یادگیری هوشمندتر
محققان این مطالعه تأکید می‌کنند که با استفاده از این چارچوب، چابکی و هماهنگی ربات‌ها در حرکات دینامیکی به طور قابل توجهی بهبود یافته است.
تحقیقات بیشتر در آینده می‌تواند به ایجاد سیستم‌های کنترل هوشمندتر برای محافظت از ربات‌ها در برابر آسیب، استفاده از دوربین‌ها و سنسورها به جای سیستم‌های پیگیری حرکت و بهبود روش‌های یادگیری برای سازگاری سریع‌تر ربات‌ها با داده‌های کمتر، متمرکز شود.
انقلاب در صنعت رباتیک و هوش مصنوعی
این تحقیق که به طور مشترک توسط دانشگاه کارنگی ملون و انویدیا انجام شده است، گام مهمی در راستای توسعه ربات‌های انسان‌نما با قابلیت انجام حرکات پیچیده و ورزشی است.
در حال حاضر، جزئیات این پژوهش در مجله arXiv منتشر شده است و پتانسیل عظیمی برای کاربردهای واقعی در زمینه‌های مختلف، از جمله ورزش، مراقبت‌های بهداشتی و دیگر صنایع به همراه دارد.
ربات‌ها به‌طور فزاینده‌ای قادر به انجام مهارت‌های پیچیده‌تر خواهند شد و این تنها آغاز مسیر پیشرفت رباتیک است.
