Des ingénieurs apprennent à un robot quadrupède à grimper sur des échelles standards

Une équipe d'ingénieurs en robotique de l'ETH Zurich, Robotics Systems Lab, a modifié un robot quadrupède ANYbotics ANYMal pour lui permettre de grimper facilement et efficacement sur une échelle standard. Le groupe a rédigé un document décrivant ses efforts et ses résultats et l'a publié sur le arXiv serveur de préimpression.

Depuis de nombreuses années, les fabricants qui ont déployé des robots dans leurs installations ont noté que même si les robots ont parcouru un long chemin pour remplacer les travailleurs humains, un domaine où ils ne sont pas à la hauteur est celui de gravir de simples échelles. En réponse, les ingénieurs de plusieurs entreprises ont tenté de donner une telle capacité aux robots, qui étaient presque tous des robots humanoïdes bipèdes.

Ces robots sont généralement très lents et hésitants et peu utiles dans un environnement réel. Dans ce nouvel effort, l’équipe de recherche a modifié un robot quadrupède standard connu sous le nom d’ANYMal de manière à lui permettre de grimper très rapidement et avec agilité sur des échelles standard.

L’équipe a noté que la plupart des « mains » ou « pattes » des robots ne sont pas très propices à l’escalade des échelles. Les humains, notent-ils, forment un crochet avec leurs mains, puis saisissent chaque barreau à mesure qu'ils progressent vers le haut. Par conséquent, l’équipe de recherche a commencé par concevoir une patte personnalisée dotée d’une capacité de préhension semblable à celle d’un crochet, qui permettait de la serrer une fois le crochet fabriqué. Ils ont ensuite utilisé l’apprentissage par renforcement pour apprendre au robot comment utiliser ses crochets pour grimper sur une échelle.

Pour accélérer la formation, les chercheurs ont utilisé une simulation dans laquelle une approche privilégiée enseignant-élève était utilisée, où l'enseignant avait accès à des vidéos d'observation de robots simulés grimpant sur des échelles dans divers environnements et où des problèmes étaient rencontrés, comme un tremblement. échelle ou une marche manquée. Une telle formation a permis d’acquérir de solides compétences d’escalade. Plusieurs robots étudiants ont ensuite été enseignés en leur permettant d'imiter l'enseignant.

Une fois le robot de test parfaitement formé, l’équipe de recherche l’a lancé dans un environnement réel où il lui a été demandé de gravir diverses échelles. Les chercheurs ont constaté que cette méthode était efficace dans environ 90 % des cas. Ils ont également constaté que leur robot modifié surpassait largement le même type de robot sans les pieds crochus.

L'équipe de recherche prévoit de poursuivre ses travaux sur l'escalade d'échelles, dans l'espoir d'ajouter davantage de fonctionnalités telles que la possibilité de traverser des échelles dans des environnements non structurés sans avoir besoin d'équipement de capture de mouvement.