Um robô humanóide valsa com uma IA treinada em gravações de captura de movimento humano
Xuxin Cheng e Mazeu Ji
Uma IA que ajuda um robô humanóide a imitar os movimentos de uma pessoa permite que o robô ande, dance e lute de uma forma humana mais verossímil.
Os movimentos robóticos mais ágeis e fluidos são geralmente sequências estreitas e pré-programadas, como demonstrado pela impressionante exibição de acrobacias robóticas da Boston Dynamics. Ensinar robôs a executar de forma convincente um amplo repertório de movimentos humanos ainda é difícil.
Para superar esse obstáculo, Xuan Bin Peng Na Universidade da Califórnia, em San Diego, e seus colegas desenvolveram um sistema de inteligência artificial chamado ExBody2, que permite aos robôs copiar e executar suavemente vários movimentos humanos de uma forma mais realista.
Peng e sua equipe criaram primeiro um banco de dados de ações que um robô humanóide pode ser capaz de realizar, desde movimentos simples, como ficar em pé ou caminhar, até movimentos de dança complexos. O banco de dados incluía gravações de captura de movimento de centenas de voluntários humanos, coletadas por projetos de pesquisa anteriores.
“Como os robôs humanóides compartilham uma estrutura física semelhante à nossa, faz sentido aproveitar a grande quantidade de dados de movimento humano já disponíveis”, disse Peng. “Ao aprender a imitar esses tipos de movimentos, o robô pode rapidamente se comportar de várias maneiras semelhantes às humanas. Isso significa que qualquer coisa que um humano possa fazer, um robô pode potencialmente aprender.”
Para ensinar um robô humanóide simulado a se mover, Peng e sua equipe usaram o aprendizado por reforço, no qual uma IA recebe um exemplo do que consiste um movimento bem-sucedido e depois é encarregada de descobrir como fazê-lo por conta própria por meio de tentativa e erro. . é dado Eles aprenderam primeiro sobre o robô virtual ExBody2 com acesso total a todos os dados, como as coordenadas de cada articulação, para que pudesse imitar as ações humanas o mais fielmente possível. Depois, aprenderam com esses movimentos, mas apenas usando dados aos quais teriam acesso no mundo real, como medições inerciais ou movimentos de sensores no corpo do robô.
Depois de ser treinado no banco de dados, ExBody2 foi colocado no controle de dois robôs humanóides comerciais diferentes. Ele foi capaz de combinar suavemente movimentos simples, como andar em linha reta e agachar-se, além de realizar movimentos complicados, como seguir uma rotina de dança de 40 segundos, socar e valsar com um homem.
“Os robôs humanóides funcionam melhor quando coordenam todos os seus membros e articulações”, disse Peng. “Muitas tarefas e movimentos exigem que braços, pernas e tronco trabalhem juntos, e a coordenação de todo o corpo expande enormemente a gama de capacidades do robô.”
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