Dünyanın en hızlı çalışan robotu dağcılık öğrenir

Araştırmacılar hareket uyarlamanın sinir temellerini simüle ediyor

Koşu robotu Runbot © Hesaplamalı Sinirbilim için Bernstein Merkezleri
Yüksek sesle okuma

Kendi türünün en hızlısıdır, ancak bu arada zirvelere fırtına yapabilir: RunBot, hızlı hareket eden dünya rekorunun tüm dinamik makineleri arasında, repertuarını genişletti. Kızılötesi bir gözle, çalışan robot önünde bir eğim olup olmadığını algılar ve yürüyüşünü yokuş yukarı doğrulukla ayarlar. Bu uyarlamanın nöronal temeli şimdi bir “öğrenme” egzersiz programı kullanan bir bilim insanı ekibi tarafından simüle edildi.

Tıpkı bir insan gibi üst bedenini öne doğru eğiyor ve daha küçük adımlar atıyor. Dr. liderliğindeki bir bilim adamları ekibi. Florentin Wörgötter bu uyarlanabilir performansın sinirsel temelini bir "öğrenme" hareket programı yardımıyla simüle etti. Bu araştırmanın sonuçları, Göttingen Üniversitesi'ndeki Bernstein Hesaplamalı Sinirbilim Merkezi'ndeki 13 Temmuz 2007 tarihli çevrimiçi baskısında PLoS Hesaplamalı Biyoloji tarafından sunulmuştur.

İnsan yürüyüşü bir koordinasyon harikasıdır. Diz eklemlerinin açısı, kalça hareketinin hızı, üst gövdenin ağırlık merkezi ve hareketin diğer birçok elemanı tam olarak koordine edilmelidir. Bunu yaparken insanlar farklı dış koşullara adapte olurlar. Buzda, sert zeminde, yokuş aşağıdan başka bir yokuş yukarı farklı şekilde çalışır.

Hareket kontrolü hiyerarşik olarak sıralanmıştır

“Robotun yürüyüşün içinden bir flaşta tökezlemeden yürürlüğe girme yeteneği, insanınkine benzer bir hareket kontrolü hiyerarşik organizasyonuna dayanıyor” diye açıklıyor Prof. Dr. Florentin Wörgötter, Göttingen Üniversitesi Bernstein Bilgisayarlı Sinirbilim Merkezi'nde araştırma grubunun başkanı. Şimdi PLoS Hesaplamalı Biyoloji'de yayınlanan bir çalışmada araştırmacılar bulgularını bildirmiştir.

Alt hiyerarşik seviyelerdeki hareket sırasının periferik sensörler tarafından kademeli olarak ileri itildiği ortaya çıktı. Kontrol devreleri, eklemlerin gerilmediğinden emin olur, diğerleri ayak dokunur dokunmaz bir sonraki adıma geçer. Sadece yürüyüşün ayarlanması gerektiğinde, daha yüksek seviyelerde organizasyon müdahale eder: İnsanlarda, güçlü bir şekilde bağlanmış nöronlarının etkileşimi ile beyindir. Yürüyen robotta, kızılötesi gözden gelen sinyal, bu uyarlama işlemini, daha basit bir yapıya rağmen, bilgisayar tabanlı bir sinir ağı üzerinden tetikler. ekran

Hatalardan öğrenin

Hareket kontrolünün hiyerarşik organizasyonu, birkaç parametreyi değiştirerek yürüyüş değişikliğini elde etmeyi mümkün kılar - kalan boyutlar, otonom kontrol devreleri tarafından otomatik olarak ayarlanır. Bir dağa tırmanmaya ilk girişimde, RunBot geriye doğru eğilir. Değişen bir egzersiz programı ile "gözünün" algıladığı şeye nasıl tepki vereceğini henüz öğrenmedi.

Çocuklara benzer şekilde, RunBot çöküşlerinden öğrenir; Bu şekilde göz ve hareket kontrolü arasındaki sinirsel bağlantı genişletilir. Sadece bu bağlantı mevcut olduğunda, adım uzunluğu ve vücut duruşu görsel olarak tetiklenen sinyal tarafından kontrol edilebilir. Sarp bir dağda, koşu robotunun hareket programı güçlüdür, sığ bir dağ sadece biraz değişmiştir.

(Bilgisayarlı Sinirbilim Bernstein Merkezleri, 16.07.2007 - NPO)