Aaron Saunders, vicepreședintele departamentului de inginerie de la Boston Dynamics, ne spune de unde și-a învățat Atlas mișcările
Au existat unele lucruri care au fost deosebit de dificil de transpus de la dansatorii umani la Atlas? Sau, lucruri pe care Atlas le-ar putea face mai bine decât oamenii?
Câteva dintre virajele de rotație din piesele de balet au necesitat mai multe iterații pentru a funcționa, deoarece erau cele mai îndepărtate de sărituri și alergări și de alte lucruri cu care avem mai multă experiență, așa că au provocat atât mașina, cât și software-ul în moduri noi. Cu siguranță am învățat să nu subestimăm cât de flexibili și puternici sunt dansatorii – atunci când iei atleți de elită și încerci să faci ceea ce fac ei, dar cu un robot, este o problemă dificilă. Este umilitor. În mod fundamental, nu cred că Atlas are amplitudinea de mișcare sau puterea pe care o au acești atleți, deși continuăm să ne dezvoltăm roboții în acest sens, deoarece credem că pentru a implementa pe scară largă aceste tipuri de roboți în scop comercial și, în cele din urmă, într-o casă, credem că trebuie să aibă acest nivel de performanță.
Un lucru la care roboții se pricep foarte bine este să facă ceva din nou și din nou exact în același mod. Așa că, odată ce am stabilit ce vroiam să facem, roboții puteau să o facă din nou și din nou, în timp ce ne jucam cu diferite unghiuri de filmare.
Înțeleg cum ați putea folosi dansatori umani pentru a vă ajuta să puneți la punct o rutină cu Atlas, dar cum a funcționat acest lucru cu Spot și, în special, cu Handle?
Cred că oamenii cu care am lucrat aveau de fapt mult talent pentru a se gândi la mișcare și pentru a se gândi cum să se exprime prin mișcare. Iar roboții noștri fac mișcare foarte bine – sunt dinamici, sunt incitanți, se echilibrează. Cred că am descoperit că dansatorii s-au conectat la modul în care se mișcau roboții și apoi au transformat acest lucru într-o poveste, indiferent dacă aveau două sau patru picioare. Atunci când nu ai neapărat un șablon al mișcărilor animalelor sau al comportamentului uman, trebuie să te gândești puțin mai mult la cum să faci ceva, iar acest lucru este valabil și pentru comportamentele comerciale mai pragmatice.
În ce măsură experiența pe care o dobândiți învățând roboții să danseze sau să facă gimnastică sau parkour vă influențează abordarea roboticii pentru aplicații comerciale?
Credem că abilitățile inerente dansului și parkour-ului, cum ar fi agilitatea, echilibrul și percepția, sunt fundamentale pentru o mare varietate de aplicații robotice. Poate și mai important, găsirea acelei intersecții între construirea unei noi capacități robotice și distracție a fost rețeta Boston Dynamics pentru robotică – este o modalitate excelentă de a avansa.
Un bun exemplu este modul în care, atunci când îți depășești limitele cerându-le roboților tăi să facă aceste mișcări dinamice pe o perioadă de câteva zile, înveți multe despre robustețea hardware-ului tău. Spot, prin productizarea sa, a devenit incredibil de robust și nu a necesitat aproape nicio întreținere – putea să danseze toată ziua odată ce îl învățai să o facă. Iar motivul pentru care este atât de robust astăzi se datorează tuturor acelor lecții pe care le-am învățat din lucruri anterioare care puteau părea doar ciudate și amuzante. Trebuie să mergi pe un teritoriu neexplorat pentru a ști chiar și ceea ce nu știi.
De multe ori este greu de spus, urmărind videoclipuri ca acestea, cât timp a fost nevoie pentru a face lucrurile să funcționeze așa cum ai vrut și cât de reprezentative sunt pentru capacitățile reale ale roboților. Poți vorbi despre asta?
Lasă-mă să încerc să răspund în contextul acestui videoclip, dar cred că același lucru este valabil pentru toate videoclipurile pe care le postăm. Lucrăm din greu pentru a face ceva, iar odată ce funcționează, funcționează. Pentru Atlas, cea mai mare parte a controlului robotului a existat din munca noastră anterioară, cum ar fi munca pe care am făcut-o la parkour, care ne-a trimis pe calea utilizării controlorilor predictivi de model care țin cont de dinamică și echilibru. Le-am folosit pentru a rula pe robot un set de pași de dans pe care i-am proiectat offline împreună cu dansatorii și coregraful. Așadar, am petrecut mult timp, luni de zile, gândindu-ne la dans și compunând mișcările și iterând în simulare.
Dansul necesită multă forță și viteză, așa că am îmbunătățit chiar și o parte din hardware-ul lui Atlas pentru a-i oferi mai multă putere. Dansul ar putea fi lucrul cu cea mai mare putere pe care l-am făcut până în prezent – chiar dacă ai putea crede că parkour-ul pare mult mai exploziv, cantitatea de mișcare și viteza pe care o ai în dans este incredibilă. Acest lucru a necesitat, de asemenea, foarte mult timp pe parcursul mai multor luni; crearea capacității în mașină pentru a merge împreună cu capacitatea din algoritmi.
După ce am avut secvența finală pe care o vedeți în videoclip, am filmat doar două zile. O mare parte din acest timp a fost petrecut încercând să ne dăm seama cum să mișcăm camera printr-o scenă cu o mulțime de roboți în ea pentru a capta o imagine continuă de două minute și, deși am rulat și filmat de mai multe ori rutina de dans, am putut să o repetăm destul de fiabil. Nu a existat nicio tăietură sau îmbinare în acel prim plan de două minute.
Au existat cu siguranță unele defecțiuni în hardware care au necesitat întreținere, iar roboții noștri s-au împiedicat și au căzut uneori. Aceste comportamente nu sunt menite să fie produse și să fie 100% fiabile, dar sunt cu siguranță repetabile. Încercăm să fim sinceri și să arătăm lucruri pe care le putem face, nu un fragment din ceva ce am făcut o dată. Cred că este necesară o onestitate în a spune că ai realizat ceva, iar acest lucru este cu siguranță important pentru noi.
Ai menționat că Spot este acum suficient de robust pentru a dansa toată ziua. Ce părere aveți despre Atlas? Dacă ați continua să îi înlocuiți bateriile, ar putea și el să danseze toată ziua?
Atlas, ca mașină, este încă, știți… există doar o mână de astfel de mașini în lume, sunt complicate, iar fiabilitatea nu a fost un obiectiv principal. Cu siguranță am fi stricat robotul din când în când. Dar robustețea hardware-ului, în contextul a ceea ce încercam să facem, a fost foarte bună. Și fără această robustețe, nu am fi reușit să realizăm deloc videoclipul. Cred că Atlas seamănă puțin mai mult cu un elicopter, unde există un raport mai mare între timpul pe care îl petreci făcând întreținere și timpul pe care îl petreci operând. În timp ce cu Spot, se așteaptă ca acesta să fie mai mult ca o mașină, unde poți să o faci să funcționeze mult timp înainte de a trebui să te atingi de ea.
Când îl înveți pe Atlas să facă lucruri noi, folosește vreun fel de învățare automată? Și dacă nu, de ce nu?
Ca și companie, am explorat o mulțime de lucruri, dar Atlas nu folosește un controler de învățare în acest moment. Mă aștept să vină o zi în care o vom face. Actuala performanță de dans a Atlas folosește un amestec de ceea ce ne place să numim control reflexiv, care este o combinație între reacția la forțe, optimizarea traiectoriei online și offline și controlul predictiv al modelului. Ne folosim de aceste tehnici pentru că sunt o modalitate fiabilă de a debloca lucruri cu adevărat performante și înțelegem cum să mânuim aceste instrumente foarte bine. Nu am găsit capătul drumului în ceea ce privește ceea ce putem face cu ele.
Plănuim să folosim învățarea pentru a extinde și a construi pe fundația de software și hardware pe care am dezvoltat-o, dar cred că noi, împreună cu comunitatea, încă încercăm să ne dăm seama unde sunt locurile potrivite pentru a aplica aceste instrumente. Cred că veți vedea asta ca parte a progresului nostru natural.
Major parte din mișcarea dinamică a lui Atlas provine deocamdată din partea inferioară a corpului, dar parkour-ul se folosește și de forța și agilitatea părții superioare a corpului, iar noi am văzut câteva imagini conceptuale recente care îl arată pe Atlas făcând sărituri și tracțiuni. Ne puteți spune mai multe?
Omul și animalele fac lucruri uimitoare folosindu-și picioarele, dar fac lucruri și mai uimitoare atunci când își folosesc întregul corp. Cred că parkour-ul oferă un cadru fantastic care ne permite să progresăm spre mobilitatea întregului corp. Mersul și alergarea au fost doar începutul acestei călătorii. Progresăm prin comportamente dinamice mai complexe, cum ar fi săriturile și rotirile, la asta am lucrat în ultimii doi ani. Iar următorul pas este să explorăm modul în care utilizarea brațelor pentru a împinge și a trage lumea ar putea extinde această agilitate.
Una dintre misiunile pe care le-am dat echipei Atlas este să începem să lucrăm la valorificarea brațelor la fel de mult ca și la valorificarea picioarelor pentru a ne îmbunătăți și a ne extinde mobilitatea și sunt foarte încântat de ceea ce vom lucra în următorii doi ani, deoarece va deschide mult mai multe oportunități pentru noi de a face lucruri interesante cu Atlas.
Care este perspectiva dvs. cu privire la actuatoarele hidraulice față de cele electrice pentru roboții foarte dinamici?
De-a lungul carierei mele la Boston Dynamics, m-am simțit conectat cu pasiune la atât de multe tipuri diferite de tehnologie, dar m-am stabilit într-un loc în care chiar nu cred că mai este o conversație de tipul „ori una, ori alta”. Cred că selecția tehnologiei de acționare depinde cu adevărat de dimensiunea robotului pe care îl construiți, de ceea ce doriți ca robotul să facă, unde doriți să meargă și de mulți alți factori. În cele din urmă, este bine să ai ambele tipuri de actuatoare în cutia de scule, iar mie îmi place să am acces la ambele – și le-am folosit pe amândouă cu mare succes pentru a realiza mașini dinamice cu adevărat impresionante.
Cred că singura delimitare între actuatoarele hidraulice și cele electrice care pare a fi distinctă pentru mine este, probabil, la scară. Este o adevărată provocare să faci lucruri hidraulice minuscule pentru că industria pur și simplu nu face prea multe astfel de lucruri, iar reciproca este că nici industria nu are tendința de a face lucruri electrice masive. Așadar, s-ar putea să considerați că aceasta este o diviziune naturală între aceste două tehnologii.
În afară de ceea ce lucrați la Boston Dynamics, ce cercetări recente în domeniul roboticii vă entuziasmează cel mai mult?
Pentru noi, ca și companie, ne place foarte mult să urmărim progresele în materie de detecție, viziune computerizată, percepția terenului, toate acestea sunt lucruri pentru care, cu cât devin mai bune, cu atât putem face mai multe. Pentru mine personal, unul dintre lucrurile pe care îmi place să le urmăresc este cercetarea în domeniul manipulării și, în special, cercetarea în domeniul manipulării care ne face să avansăm în înțelegerea interacțiunilor complexe, bazate pe fricțiune, cum ar fi alunecarea și împingerea, sau deplasarea lucrurilor flexibile, cum ar fi frânghiile.
Asistăm la o schimbare de la simpla ciupire a lucrurilor, ridicarea lor, deplasarea lor și aruncarea lor, la interacțiuni mult mai semnificative cu mediul înconjurător. Cercetarea în acest tip de manipulare cred că va debloca potențialul manipulatorilor mobili și cred că va deschide cu adevărat capacitatea roboților de a interacționa cu lumea într-un mod bogat.
Există altceva ce ați dori ca oamenii să rețină din acest videoclip?
Pentru mine personal, și cred că este pentru că îmi petrec atât de mult timp imersat în robotică și am o apreciere profundă pentru ceea ce este un robot și care sunt capacitățile și limitările sale, una dintre dorințele mele puternice este ca mai mulți oameni să petreacă mai mult timp cu roboții. Vedem o mulțime de opinii și idei din partea oamenilor care se uită la videoclipurile noastre de pe YouTube și mi se pare că, dacă mai mulți oameni ar avea ocazia să se gândească, să învețe și să petreacă timp cu roboții, acest nou nivel de înțelegere i-ar putea ajuta să își imagineze noi moduri în care roboții ar putea fi utili în viața noastră de zi cu zi. Cred că posibilitățile sunt cu adevărat interesante și vreau doar ca mai mulți oameni să poată face această călătorie.
Acest articol apare în ediția tipărită din martie 2021 cu titlul „Boston Dynamics & Hyundai: Let’s Dance.”
.