Робот с четырьмя ногами по имени ANYmal умеет не только ходить — он также может кататься на колесах, вставать, бросать коробки и преодолевать лестницы. Как будто этого недостаточно, теперь он может подниматься по крутым лестницам.
Разработанный инженерами из ETH Zurich, ANYmal впервые привлек внимание в 2017 году, когда научился пользоваться лифтами в высотных зданиях. С тех пор робот стал доступен на рынке благодаря компании ANYbotics, которая отделилась от университета. Другой стартап продвигает колесную версию робота под названием Swiss-Mile.
На текущий момент ANYmal может двигаться со скоростью до 0,75 м/с и работает автономно на одном заряде батареи от 90 до 120 минут. Его оснастили множеством датчиков: лидар с обзором на 360 градусов, шесть камер для измерения глубины и две обычные оптические камеры. Все данные обрабатываются двумя 6-ядерными процессорами Intel, что позволяет роботу выполнять сложные задачи автономно.
ANYmal часто используют для проверок безопасности на фабриках, газовых заводах, складах и шахтах. Но многие из этих мест имеют участки, доступные только по лестницам, а стандартная версия робота не могла по ним подниматься.
Чтобы решить эту проблему, команда инженеров ETH Zurich под руководством Дилана Фогеля и Роберта Бейнса модернизировала ноги робота, заменив их на специальные С-образные «крюки». Эти придатки позволяют роботу прижиматься к перекладинам лестницы и одновременно подтягиваться, тем самым удерживая баланс во время подъема.
Однако просто установить новые «ноги» недостаточно — робот должен понимать, как их использовать. Для этого ученые применили метод обучения с подкреплением «учитель-ученик». Сначала виртуальный учитель обучался на компьютерной модели, где были заданы все параметры — от угла наклона лестницы до расстояния между перекладинами. Затем ученик учился повторять действия учителя, используя только сенсорные данные с реального робота.
Когда этот алгоритм внедрили в программное обеспечение робота, ANYmal стал успешно подниматься по лестницам. В лабораторных испытаниях робот показал 90% успеха при подъеме на лестницы с углом наклона от 70 до 90 градусов. Причем он делал это в 232 раза быстрее, чем любой другой робот — независимо от того, ходит тот на двух ногах или на четырех.