Как сообщает Tech Xplore, система получила название BeyondMimic. Она создана для того, чтобы робот мог не просто копировать отдельные человеческие движения, а комбинировать уже выученные навыки и применять их в новых ситуациях без отдельной переобучки под каждую задачу.
Для обучения исследователи использовали примерно 2,5 часа записей движений людей. В наборе данных были ходьба, бег, танцы, боевые искусства, прыжки, кувырки и другие сложные движения.
После этого движения людей были адаптированы к пропорциям и строению гуманоидного робота Unitree G1. Алгоритм учился воспроизводить положение тела, направление движения и скорость отдельных частей робота.
В системе использовалось обучение с подкреплением. Робот получал своеобразное «вознаграждение» за точное повторение движения, а алгоритм подвергался штрафу за резкие движения, опасное положение суставов или нежелательные столкновения частей тела.
В результате одна система управления смогла научиться самым разным движениям — спринту, прыжкам, вращательным ударам ногами и воздушным колесам. Ранее для сложных движений гуманоидных роботов часто приходилось отдельно настраивать контроллеры или заново обучать систему под конкретную задачу.
Но у BeyondMimic есть ещё одна важная особенность. ИИ научили не просто копировать готовое движение, а создавать новые последовательности на основе уже освоенных навыков.
Для этого исследователи использовали так называемую диффузионную модель. Подобные алгоритмы широко применяются в генеративном ИИ, но в данном случае система работала не с изображениями или текстами, а с движениями тела робота.
Алгоритм обучался на последовательностях движений, в которые специально добавляли шум, а затем пытался восстановить исходное действие. Благодаря этому система научилась комбинировать движения в новые комбинации.
После обучения исследователи сначала проверили систему в симуляции, а затем перенесли её на реальный Unitree G1.
В ходе работы протестировали 30 различных движений. Робот смог удерживать сложные позы, танцевать, ползать, бегать, наносить удары ногами, выполнять прыжки с вращением и воздушные сальто.
Чтобы оценить, насколько естественно движется робот, исследователи привлекли 77 человек. Участникам показывали ходьбу и бег Unitree G1, управляемого BeyondMimic, а также движения того же робота со стандартной системой управления производителя.
В 70,8 % сравнений люди признали движения, созданные BeyondMimic, более похожими на человеческие и естественными.
Авторы работы считают, что в дальнейшем систему можно обучить ещё большему количеству движений и перенести на другие модели гуманоидных роботов.
Главная цель таких разработок — создание роботов, которые смогут не только выполнять заранее запрограммированные действия, но и гибко приспосабливаться к новым задачам в реальной среде.
Исследование BeyondMimic: From motion tracking to versatile humanoid control via guided diffusion опубликовано в журнале Science Robotics. DOI работы — 10.1126/scirobotics.adx8924.
