Исследователи из MIT представили SoftMimic — новый фреймворк для обучения гуманоидных роботов податливому управлению всем телом на основе примеров человеческих движений. Технология решает ключевую проблему современной робототехники: роботы, обученные жестко копировать движения, применяют непредсказуемо большие силы при неожиданных контактах, что делает их опасными для людей и хрупкими предметами.
Главная инновация SoftMimic заключается в использовании решателя обратной кинематики для создания расширенного датасета податливых движений. Вместо того чтобы заставлять робота агрессивно исправлять любые отклонения от эталонного движения, система обучает его контролируемо отклоняться от траектории в ответ на внешние силы. Пользователь может задавать уровень жесткости от 40 до 1000 Н/м для линейных перемещений и от 0.1 до 10 Н⋅м/рад для поворотов.
В экспериментах по подъему коробок разного размера податливый контроллер поддерживал значительно меньшие силы сжатия по сравнению со стандартным методом имитации движений, который демонстрировал большие и непредсказуемые силы при работе с объектами вне области обучения. При тестах на устойчивость к возмущениям (робот поднимает руку у стены, проходит мимо стола, работает со смещенной коробкой) очень податливая политика оказывала существенно меньшие силы на окружающую среду.
Команда протестировала систему как в симуляции, так и на реальном роботе Unitree G1. SoftMimic способен генерировать 40 минут дополненных данных за одну минуту реального времени при параллельной обработке. В отличие от традиционных подходов, где низкие коэффициенты усиления PD-регулятора не гарантируют податливость, SoftMimic контролирует жесткость на уровне задач через функцию вознаграждения и обучающие данные.
Исследование открывает путь к безопасному развертыванию гуманоидов рядом с людьми, решая фундамальную проблему изоляции современных роботов. Авторы отмечают, что определение оптимальной жесткости для конкретных задач остается ключевой областью для будущих исследований — например, использование высокой жесткости для подъема тяжелых предметов против низкой жесткости для деликатной передачи объектов человеку.
Источник новости и обложки: arxiv.org