機器人瓦力來了！迪士尼亮出新機器人，用RL學習走路，還能進行社交互動

將機器人編程以表現情感化的動作是迪士尼的專長。早在1971年，迪士尼世界的總統大廳就采用了動畫機器人技術。但隨著機器人變得更加先進和機動性更強，對于機器人設計師和機器人動畫師來說，開發既能利用又與真實世界的限制條件相兼容的情感化行為越來越難。迪士尼研究部門在過去一年中一直在開發一種新系統，該系統利用強化學習，將動畫師的想象轉化為具有表現力的動作。這些動作足夠強大，幾乎適用于任何場地，無論是在國際機器人和智能系統大會（IROS）上、迪士尼主題公園中，還是瑞士的森林里......并且，這個新系統可以使機器人表現出更多情感和表情，使它們在不同場合中更具吸引力和實用性。而機器人是由Moritz B?cher領導的迪士尼研究團隊在蘇黎世開發的，該機器人主要是通過3D打印制造的，它采用了模塊化的硬件和執行器。這種設計使得它的開發和改進速度非?？?，從最初的概念到在上面的視頻中所看到的樣子，不到一年的時間就完成了。這個機器人擁有一個四自由度的頭部，可以在上下左右方向看，還可以做傾斜的動作。并且，它還有一個帶髖關節的五自由度腿，使其能夠在動態平衡的同時行走。這使得機器人能夠進行更多復雜的動作和交互，具有更高的靈活性。迪士尼研究科學家Morgan Pope表示：「大多數機器人科學家都專注于讓他們的雙足機器人能夠可靠地行走。但在迪士尼，這遠遠不夠。我們的機器人需要走得有模有樣、會跳躍、小跑或漫游，以傳達我們需要的情感?！?/span>迪士尼擁有專業的動畫師，他們擅長通過動作來表現情感，同時也擁有擅長構建機械系統的機器人學家。「我們試圖為這些機器人帶來的東西，其實源自于我們的角色動畫歷史?！沟鲜磕岬氖紫邪l工程師Michael Hopkins解釋道。「我們的團隊中有一個動畫師，我們能夠共同利用他們的知識和我們的技術專長，以創造最佳的性能。」但想要創建一個有效的機器人角色，需要動畫師和機器人學家把他們的才能結合起來。這是一個相當耗時的過程，涉及大量的試驗和錯誤，以確保機器人能夠傳達動畫師的意圖而不會摔倒。B?cher解釋說：「一般來說，動畫工具中沒有內置物理引擎，這使得藝術家很難設計出在現實世界中能夠正常運行的動畫?！?/span>「這不僅僅是關于行走。行走只是強化學習系統的輸入之一，但另一個重要的輸入是它的行走方式?！筆ope補充道。為了彌合這一差距，迪士尼研究院開發了一種基于強化學習的系統。該系統依靠仿真技術將動畫師的視覺與強大的機器人動作結合起來，并在兩者之間取得平衡。對于動畫師來說，這個系統能夠基本上重現物理世界的約束，讓動畫師開發出極具表現力的動作。這些藝術家想象中的動作能夠變為現實，且盡可能接近機器人的物理極限。迪士尼的流水線可以在一臺個人電腦上訓練機器人的新行為，只需幾個小時就能完成相當于數年的訓練。據B?cher的說法，這讓迪士尼開發一個新機器人角色所需的時間從幾年縮短到了幾個月。此外，強化學習讓小機器人產生的動作具有很強的魯棒性。迪士尼開發的這個系統能夠反復地訓練動作，同時對電機性能、質量分布以及機器人與地面之間的摩擦力等方面進行細微調整。該系統能夠確保機小器人無論在現實世界中遇到什么情況，都知道如何處理自己，同時還能表現出對應地情感，這對機器人保持自己的性格至關重要。
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迪士尼的研究人員傲嬌地表示，雖然這個小機器人特別可愛，但這里更重要的是小機器人背后的系統。是這個系統讓小機器人變得如此生動可愛，這也是迪士尼未來旅程中充滿希望的第一步。迪士尼的下一步計劃是利用這種技術開發更多的實體機器人角色，并通過更快、更動態的動作來挑戰極限。雖然這個小機器人還沒有正式的名字，但迪士尼表示，這只是未來更多生動機器人的序幕。真是讓人翹首以待。

來源：新智元