Aaron Saunders, viceprezident společnosti Boston Dynamics pro inženýrství, nám prozradil, odkud má Atlas své pohyby
Byly nějaké věci, které bylo obzvlášť obtížné převést z lidských tanečníků na Atlas? Nebo věci, které by Atlas zvládl lépe než lidé?
Některé točivé obraty v baletních částech vyžadovaly více iterací, aby fungovaly, protože byly nejdále od skoků a běhu a některých dalších věcí, se kterými máme více zkušeností, takže představovaly pro stroj i software novou výzvu. Rozhodně jsme se naučili nepodceňovat, jak jsou tanečníci pružní a silní – když vezmete elitní sportovce a snažíte se dělat to, co oni, ale s robotem, je to těžký problém. Je to pokořující. V zásadě si nemyslím, že Atlas má takový rozsah pohybu nebo sílu jako tito sportovci, i když k tomu naše roboty dále vyvíjíme, protože věříme, že pro široké komerční nasazení těchto typů robotů a nakonec i v domácnosti si myslíme, že musí mít takovou úroveň výkonu.
Jedna věc, ve které jsou roboti opravdu dobří, je dělat něco stále dokola úplně stejným způsobem. Takže jakmile jsme vybrali, co chceme dělat, roboti to mohli dělat znovu a znovu, když jsme si hráli s různými úhly kamery.
Dokážu pochopit, že jste mohli využít lidské tanečníky, aby vám pomohli sestavit sestavu s Atlasem, ale jak to fungovalo se Spotem a zejména s Handlem?
Myslím, že lidé, se kterými jsme pracovali, měli ve skutečnosti velký talent přemýšlet o pohybu a přemýšlet o tom, jak se vyjádřit pohybem. A naši roboti umí pohyb opravdu dobře – jsou dynamičtí, vzrušující, balancují. Takže si myslím, že jsme zjistili, že tanečníci se spojili s tím, jak se roboti pohybují, a pak to zformovali do příběhu, a bylo jedno, jestli mají dvě nebo čtyři nohy. Když nemáte nutně šablonu pohybu zvířat nebo lidského chování, musíte prostě trochu víc přemýšlet o tom, jak něco udělat, a to platí i pro pragmatičtější komerční chování.
Jak se zkušenosti, které jste získali při výuce robotů tančit nebo dělat gymnastiku či parkour, promítají do vašeho přístupu k robotice pro komerční aplikace?
Myslíme si, že dovednosti vlastní tanci a parkouru, jako je obratnost, rovnováha a vnímání, jsou zásadní pro širokou škálu robotických aplikací. Možná ještě důležitější je, že nalezení tohoto průsečíku mezi budováním nových schopností robotů a zábavou je receptem společnosti Boston Dynamics na robotiku – je to skvělý způsob, jak se posunout vpřed.
Jedním z dobrých příkladů je, že když posouváte hranice tím, že po robotech požadujete, aby prováděli tyto dynamické pohyby po dobu několika dnů, dozvíte se hodně o robustnosti vašeho hardwaru. Spot se díky své produktivizaci stal neuvěřitelně robustním a nevyžadoval téměř žádnou údržbu – mohl prostě tančit celý den, jakmile jste ho to naučili. A důvodem, proč je dnes tak robustní, jsou všechny ty lekce, které jsme se naučili z předchozích věcí, které se mohly zdát jen divné a zábavné. Musíte se vydat na neprobádané území, abyste vůbec věděli, co nevíte.
Při sledování podobných videí je často těžké určit, kolik času zabralo, než věci fungovaly podle představ, a jak reprezentativní jsou pro skutečné schopnosti robotů. Můžete o tom mluvit?“
Zkusím odpovědět v kontextu tohoto videa, ale myslím, že to platí pro všechna videa, která zveřejňujeme. Tvrdě pracujeme na tom, abychom něco vytvořili, a jakmile to funguje, tak to funguje. Pro Atlas většina ovládání robotů existovala z naší předchozí práce, například z práce, kterou jsme udělali na parkouru, která nás poslala na cestu používání modelových prediktivních regulátorů, které zohledňují dynamiku a rovnováhu. Ty jsme použili k tomu, abychom na robotovi spustili sadu tanečních kroků, které jsme navrhli offline s tanečníky a choreografem. Takže spoustu času, měsíce, jsme strávili přemýšlením o tanci, skládáním pohybů a iteracemi v simulaci.
Tanec vyžadoval hodně síly a rychlosti, takže jsme dokonce vylepšili část hardwaru robota Atlas, abychom mu dodali větší výkon. Tanec je možná nejvýkonnější věc, kterou jsme dosud udělali – i když si možná myslíte, že parkour vypadá mnohem výbušněji, množství pohybu a rychlosti, které máte v tanci, je neuvěřitelné. To také zabralo spoustu času v průběhu několika měsíců; vytvoření schopností stroje, které by šly ruku v ruce se schopnostmi algoritmů.
Když jsme měli finální sekvenci, kterou vidíte ve videu, natáčeli jsme jen dva dny. Velkou část tohoto času jsme strávili vymýšlením, jak pohybovat kamerou po scéně s hromadou robotů, abychom zachytili jeden souvislý dvouminutový záběr, a i když jsme taneční sestavu spustili a natočili několikrát, dokázali jsme ji poměrně spolehlivě zopakovat. V tomto úvodním dvouminutovém záběru nebyl žádný střih ani spojování.
Jistě se vyskytly nějaké poruchy hardwaru, které vyžadovaly údržbu, a naši roboti občas klopýtli a spadli. Toto chování není určeno k tomu, aby se dalo zprodukovat a aby bylo stoprocentně spolehlivé, ale rozhodně se dá opakovat. Snažíme se poctivě ukazovat věci, které umíme, ne útržek něčeho, co jsme udělali jednou. Myslím, že je zapotřebí upřímnosti, když říkáte, že jste něčeho dosáhli, a to je pro nás rozhodně důležité.
Zmínil jste, že Spot je nyní dostatečně robustní, aby mohl tančit celý den. A co Atlas? Kdybyste mu neustále vyměňovali baterie, mohl by také tančit celý den?“
Atlas jako stroj je stále, víte… je jich jen pár na světě, jsou komplikované a na spolehlivost nebyl kladen hlavní důraz. Čas od času bychom robota určitě rozbili. Ale robustnost hardwaru byla v kontextu toho, co jsme se snažili dělat, opravdu skvělá. A bez této robustnosti bychom video vůbec nebyli schopni natočit. Myslím, že Atlas je trochu podobný vrtulníku, kde je vyšší poměr mezi časem stráveným údržbou a časem stráveným provozem. Zatímco u Spotu se očekává, že bude spíše jako auto, kde ho můžete provozovat dlouhou dobu, než na něj budete muset sáhnout.
Když učíte Atlas dělat nové věci, využívá nějaký druh strojového učení? A pokud ne, proč ne?“
Jako společnost jsme zkoumali spoustu věcí, ale Atlas v tuto chvíli nepoužívá učící se řídicí jednotku. Očekávám, že přijde den, kdy to uděláme. Současné taneční představení Atlasu využívá kombinaci toho, čemu rádi říkáme reflexivní řízení, což je kombinace reakce na síly, online a offline optimalizace trajektorie a modelového prediktivního řízení. Tyto techniky využíváme, protože jsou spolehlivým způsobem, jak odemknout opravdu vysoce výkonné věci, a rozumíme tomu, jak tyto nástroje opravdu dobře ovládat. Ještě jsme nenašli konec cesty, pokud jde o to, co s nimi můžeme dělat.
Máme v plánu využívat učení k rozšíření a budování základů softwaru a hardwaru, které jsme vyvinuli, ale myslím, že se spolu s komunitou stále snažíme přijít na to, kde jsou ta správná místa pro použití těchto nástrojů. Myslím, že to uvidíte jako součást našeho přirozeného vývoje.
Většina dynamických pohybů Atlasu v současné době vychází z jeho dolní části těla, ale parkour využívá i sílu a obratnost horní části těla a nedávno jsme viděli několik koncepčních obrázků, na kterých Atlas provádí skoky a přitahování. Můžete nám říct víc?
Lidé a zvířata dokážou úžasné věci pomocí nohou, ale ještě úžasnější věci dokážou, když používají celé tělo. Myslím, že parkour poskytuje fantastický rámec, který nám umožňuje postupovat směrem k pohyblivosti celého těla. Chůze a běh byly jen začátkem této cesty. Postupujeme přes složitější dynamické chování, jako jsou skoky a otáčení, na tom jsme pracovali posledních pár let. A dalším krokem je prozkoumat, jak by použití paží k tlačení a tahání na svět mohlo tuto pohyblivost rozšířit.
Jedním z úkolů, které jsem týmu Atlasu dal, je začít pracovat na využití paží stejně jako nohou ke zlepšení a rozšíření naší pohyblivosti, a jsem opravdu nadšený z toho, na čem budeme v příštích několika letech pracovat, protože nám to otevře spoustu dalších možností, jak s Atlasem dělat zajímavé věci.
Jaký je váš pohled na hydraulické versus elektrické aktuátory pro vysoce dynamické roboty?
Během své kariéry v Boston Dynamics jsem se cítil vášnivě spojen s mnoha různými typy technologií, ale ustálil jsem se na místě, kde si už opravdu nemyslím, že je to konverzace typu buď – anebo. Myslím, že výběr technologie aktuátorů skutečně závisí na velikosti robota, kterého stavíte, na tom, co chcete, aby robot dělal, kam chcete, aby se dostal, a na mnoha dalších faktorech. Nakonec je dobré mít ve své sadě nástrojů oba druhy aktuátorů a já jsem rád, že mám přístup k oběma – a oba jsme s velkým úspěchem použili k vytvoření opravdu působivých dynamických strojů.
Myslím, že jediné rozlišení mezi hydraulickými a elektrickými aktuátory, které se mi zdá být zřetelné, je asi v měřítku. Je opravdu náročné vyrábět malé hydraulické věci, protože průmysl toho prostě moc nedělá, a naopak průmysl také nemá tendenci vyrábět masivní elektrické věci. Takže to může být přirozený rozdíl mezi těmito dvěma technologiemi.
Kromě toho, na čem pracujete v Boston Dynamics, jaký výzkum v oblasti robotiky vás v poslední době nejvíce těší?
Pro nás jako společnost opravdu rádi sledujeme pokroky v oblasti snímání, počítačového vidění, vnímání terénu, to jsou všechno věci, u kterých platí, že čím jsou lepší, tím více toho můžeme dělat. Pro mě osobně je jednou z věcí, které rád sleduji, výzkum manipulace, a zejména výzkum manipulace, který posouvá naše chápání složitých interakcí založených na tření, jako je posouvání a tlačení nebo pohyb poddajných věcí, jako jsou lana.
Sledujeme posun od pouhého štípání věcí, jejich zvedání, posouvání a pouštění k mnohem smysluplnějším interakcím s prostředím. Výzkum tohoto typu manipulace podle mého názoru uvolní potenciál mobilních manipulátorů a myslím, že skutečně otevře robotům možnost bohaté interakce se světem.
Je ještě něco, co byste chtěl, aby si lidé z tohoto videa odnesli?
Pro mě osobně, a myslím, že je to proto, že trávím tolik času ponořený do robotiky a hluboce si uvědomuji, co je robot a jaké jsou jeho schopnosti a omezení, je jedním z mých velkých přání, aby více lidí trávilo více času s roboty. Vidíme spoustu názorů a nápadů od lidí, kteří se dívají na naše videa na YouTube, a zdá se mi, že kdyby mělo více lidí příležitost přemýšlet a učit se o robotech a trávit s nimi čas, tato nová úroveň porozumění by jim mohla pomoci představit si nové způsoby, jak by roboti mohli být užiteční v našem každodenním životě. Myslím, že ty možnosti jsou opravdu vzrušující, a já jen chci, aby se na tuto cestu mohlo vydat více lidí.“
Tento článek vyšel v tištěném vydání z března 2021 pod názvem „Boston Dynamics & Hyundai: Pojďme tančit.“