Инженеры создали подводного робота с клешнями: зачем он нужен

Разработка быстро адаптируется к непривычной обстановке и учится на своих ошибках. Она уже хорошо себя проявила в испытаниях.

AquaBot выполняет разные действия под водой.

Источник: Liu et al.

Исследователи из Колумбийского университета разработали подводного робота AquaBot, который автономно выполняет базовые задачи по перемещению объектов под водой. Инженеры объединили доступное оборудование с вычислительной моделью, обученной на человеческих демонстрациях, пишет TechXplore. 

Среда под водой отличается сложной динамикой и непредсказуемостью. Поэтому большинство роботизированных систем, предназначенных для таких условий, зависят от управления человеком. AquaBot основан на подводном дроне QYSEA V-EVO. Разработчики добавили к нему параллельный захватный механизм QYSEA и две камеры. Это позволило аппарату делать изображения под водой и переносить предметы. 

Аппаратная платформа состоит из двух камер и челюстного захвата.

Источник: Liu et al.

Команда создала алгоритм, благодаря которому робот научился сам решать, как взаимодействовать с объектами в подводной среде, основываясь на визуальной информации. Для обучения вычислительных моделей, отвечающих за планирование и контроль движений, был использован двухэтапный подход. Сначала технологию научили повторять движения людей. Для этого исследовательская группа записала, как человек управляет устройством во время разных подводных работ. Эти данные использовали, чтобы AquaBot мог научиться выполнять похожие действия. Чтобы он быстрее реагировал на неожиданные ситуации, исследователи сделали планирование действий более коротким.

На втором этапе процесс освоения новых навыков был ускорен за счет метода самонастройки. Он позволяет системе автономно корректировать обучение на основе обратной связи в связи с прошлым опытом. Затем ученые проверили, как AquaBot справляется с разными заданиями под водой. Он должен был брать камни, сортировать мусор и даже доставать большие мягкие предметы, похожие на человека. Робот справился на 41% быстрее, чем профессиональный оператор. Кроме того, он умеет учиться на своих ошибках и становится все лучше с каждым новым поручением. Аппаратная конструкция стоимостью $2000 и программное обеспечение бота открыты и могут использоваться другими учеными по всему миру.

Ранее сеть подводных роботов подсчитала биомассу фитопланктона на Земле.