Компания Disney Research представила нового робота

На прошедшей конференции 2023 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), команда исследователей компании Disney в ходе своего вечернего выступления представила нового роботизированного персонажа.

Программированием эмоциональных роботов компания Disney занимается еще с 1971 года, когда в Disney World был создан аниматронный зал Hall of Presidents. Однако по мере совершенствования роботов и повышения их мобильности дизайнерам роботов становится все сложнее разрабатывать эмоциональные модели поведения, которые одновременно использовали бы преимущества и были совместимы с роботизированным оборудованием в условиях реальных ограничений. Компания Disney Research в течение последнего года разрабатывала новую систему, которая на основе обучения с подкреплением превращает видение дизайнера в выразительные движения, достаточно надежные, чтобы работать практически везде, будь то сцена конференции IROS или парк развлечений Disney.

Этот робот был разработан группой под руководством Морица Бэчера из Disney Research в Цюрихе. Он изготовлен в основном методом 3D-печати, использует модульное оборудование и исполнительные механизмы, что позволило быстро спроектировать и доработать его, пройдя путь от концепции до того, что показано на видео, менее чем за год. У робота есть голова с четырьмя степенями свободы (он может смотреть вверх, вниз, вокруг себя и наклоняться), а также ноги с пятью степенями свободы и тазобедренными суставами, которые позволяют ему ходить, динамично балансируя.

«Большинство робототехников сосредоточены на том, чтобы заставить своих двуногих роботов надежно ходить, – говорит научный сотрудник Disney Морган Поуп, который представил робота на сцене конференции. – В Disney этого может быть недостаточно – для передачи нужных нам эмоций роботы должны уметь расхаживать, гарцевать, красться или извиваться». В компании Disney работают аниматоры, специализирующиеся на передаче всех этих эмоций (и даже больше) с помощью движений, а также робототехники, специализирующиеся на создании механических систем.

Для создания эффективного роботизированного персонажа аниматорам и робототехникам необходимо объединить свои таланты, что может занять много времени и потребовать большого количества проб и ошибок, чтобы убедиться, что робот сможет передать художественный замысел аниматоров и при этом не упадет.

«Как правило, инструменты анимации не имеют встроенной физики, – объясняет Бэчер. – Поэтому художникам трудно разрабатывать анимацию, которая будет работать в реальном мире».

Чтобы устранить этот пробел, Disney Research разработала конвейер на основе обучения с подкреплением. Для аниматора конвейер, по сути, берет на себя реализацию ограничений физического мира, позволяя ему разрабатывать очень выразительные движения, а системе – воплощать их в реальность или приближать к ней настолько, насколько это физически возможно для робота. Система Disney может обучить робота новому поведению на одном ПК, что позволяет провести обучение, равное нескольким годам, всего за несколько часов. По словам Бэчера, это позволило сократить время разработки нового роботизированного персонажа с нескольких лет до нескольких месяцев.

Большим преимуществом обучения с подкреплением в данном контексте является то, что получаемые движения могут быть очень устойчивыми. Система Disney способна тренировать движения снова и снова, внося при этом незначительные изменения в такие параметры, как работа двигателя, распределение массы и трение между роботом и землей. Система гарантирует, что с чем бы ни столкнулся робот в реальном мире, он будет знать не только, как себя вести, но и как себя вести, сохраняя при этом эмоции, что очень важно для сохранения характера робота.

Хотя легко сосредоточиться на этом конкретном роботе, исследователи подчеркивают, что здесь важен не робот, а сам процесс. «Идея заключается в том, что это платформа, не зависящая от аппаратного обеспечения, – говорит Бэчер. – Если мы захотим добавить больше ног, рук или сделать совершенно нового персонажа с совершенно другой морфологией, мы сможем быстро обучить его новому поведению. Готовые актуаторы, 3D-печатные компоненты, адаптируемая система обучения с подкреплением – все это может быть применено к роботам, сильно отличающимся друг от друга по внешнему виду и движениям. Этот робот – многообещающий первый шаг на этом пути».

Представленный на конференции робот не имеет официального имени, и Disney пока не комментирует, где его можно будет увидеть.

Источник: Robogeek.ru