每公里配速9分18秒，雙足機器人完成5公里慢跑

以下文章來源于HyperAI超神經 ，作者神經星星

內容描述：俄勒岡州立大學的 Cassie 在 53 分鐘里完成了一段五公里慢跑，刷新了雙足機器人的運動記錄。

關鍵詞：雙足機器人 強化學習

近日，來自美國俄勒岡州立大學的知名機器人研究團隊 Agility Robotics 打造的雙足機器人 Cassie ，耗時 53 分鐘完成了一段 5 公里慢跑，引發了大家的關注。

 配速接近人類，5公里不用充電

研究團隊 Agility Robotics 發布了一段視頻，視頻記錄了這段五公里跑的過程和花絮。

慢跑全程在無視覺輸入的情況下，由機器人自主完成

視頻里的 Cassie 形似鴕鳥，有著靈巧的關節運動和穩健的步伐。

Agility robotics 的創始人，同時也是俄勒岡州立大學的教授 Jonathan Hurst 表示： Cassie 在完成這五公里的慢跑中沒有充電，只有兩次停機調整，一次是因為過熱，還有一次因為彎道過速，這兩次調整花了 6 分半鐘的時間。

也就是說，除去 6 分半鐘的停機調整， Cassie 花了大約 46:30 的時間完成了五公里慢跑，每公里配速達到了 9m18s/km。

團隊跟隨 Cassie 記錄跑步過程

據團隊介紹，Cassie 是第一個「在戶外場地使用機器學習控制跑步步態」的雙足機器人。

基于最近的研究，團隊完成了《Blind Bipedal Stair Traversal via Sim-to-Real Reinforcement Learning》（無視覺雙足機器人通過模擬到現實的強化學習，完成樓梯爬行）論文，還入選了今年的 Robotics: Science and Systems（RSS）大會。

論文地址：https://arxiv.org/pdf/2105.08328.pdf

通過強化學習，訓練雙足機器人模擬及適應不同高度的地面變化，而且只需要稍加改變現有的平地強化學習框架，就可以在樓梯、不平的地面等場景中穩健地行走。

值得一提的是，無論是慢跑還是樓梯場景， Cassie 都是在無視覺輸入的情境下，完全靠下肢的動能傳導進行運動計算。

 雙足機器人，更像人

大家熟悉的四足機器人網紅波士頓動力機器狗，在過去的幾年中，已經用跑跳、上下樓梯甚至跳繩和跳舞的表現，成功找到了使用場景。

但相比于常被設計成動物形象的四足機器人，雙足機器人在外型上則更像人，功能上也更接近于人。

雙足機器人在受到撞擊時，

比四足機器人更難保持平衡和穩定

人類的行走是通過大腦發出指令，驅動各個關節完成動作。而雙足機器人，需要模擬人類的胯部和腳掌，從而來支持機器人的行走與穩定。只有充分理解機器人動力學特性，才能驅動機器人完成高效復雜的運動。

Cassie 系列機器人在動力學部分參考了鳥類步態，尤其是鴕鳥。Cassie 的髖部設計了多個自由角度，但膝蓋只能單向彎曲，腳踝被設計得柔韌有力，整體非常輕盈，能以比較自然的方式去減緩震動，類似人類走路。

俄勒岡大學的 The Dynamic Robotics Laboratory（動態機器人實驗室）的 Agility Robotics 團隊在機器人界久負盛名。他們從 2017 年開始研發 Cassie 系列雙足機器人，歷經多個版本，到目前已經有了不少成果，在近期還收到了 DARPA 的 100 萬美金的研究資金。

團隊表示，這次五公里無充電慢跑的成功給了他們很大的信心，未來將繼續對 Cassie 的技術改造和加強，以進入到物流配送等應用場景中。

來源：

- 俄勒岡州立大學官網 《Bipedal robot developed at Oregon State makes history by learning to run, completing 5K》

- YouTube 視頻 《OSU Bipedal Robot First to Run 5K》

- 論文參考 https://arxiv.org/pdf/2105.08328.pdf