12/07/2024
Door Ad Spijkers
Het leren van dansbewegingen kan humanoïde robots helpen beter met mensen samen te werken.
Onderzoekers aan de University of Californië San Diego (UCSD) hebben een mensachtige robot getraind om een verscheidenheid aan expressieve bewegingen te leren en uit te voeren. Ze leerden de humanoid onder meer eenvoudige dansroutines en gebaren zoals zwaaien, high fiven en knuffelen. Dat gebeurde allemaal met behoud van een stabiele gang op verschillende terreinen.
Betere mens-robot-interactie
De verbeterde expressiviteit en behendigheid van deze mensachtige robot maken de weg vrij voor het verbeteren van de mens-robot-interacties. In omgevingen zoals assemblagelijnen in fabrieken, ziekenhuizen en huizen kunnen robots hierdoor veilig naast mensen kunnen opereren. Ze zouden mensen zelfs kunnen vervangen in gevaarlijke omgevingen zoals laboratoria of ramplocaties.
Door middel van expressieve en meer mensachtige lichaamsbewegingen willen de onderzoeker vertrouwen opbouwen en het potentieel van robots laten zien om in harmonie met mensen naast elkaar te bestaan. Ze werken er aan om de publieke perceptie van robots te helpen hervormen als vriendelijk en collaboratief in plaats van angstaanjagend zoals The Terminator.
Wat deze mensachtige robot zo expressief maakt, is dat hij is getraind op een breed scala aan menselijke lichaamsbewegingen. Hierdoor kan hij nieuwe bewegingen generaliseren en deze gemakkelijk nabootsen. Net als een snellerende dansstudent kan de robot snel nieuwe routines en gebaren leren.
Motion capture
Om hun robot te trainen, gebruikte het onderzoeksteam een uitgebreide verzameling motion capture data en dansvideo's. Zijn techniek bestond uit het afzonderlijk trainen van het boven- en onderlichaam. Door deze aanpak kon het bovenlichaam van de robot verschillende referentiebewegingen nabootsen, zoals dansen en high-fiving. Tegelijkertijd konden de benen van de robot zich concentreren op een gestage stapbeweging om het evenwicht te bewaren en verschillende terreinen te doorkruisen.
Het belangrijkste doel is om het vermogen van de robot te laten zien om verschillende dingen te doen terwijl hij van de ene naar de andere plek loopt zonder te vallen. Ondanks de afzonderlijke training van het boven- en onderlichaam opereert de robot volgens een uniform beleid dat de hele structuur regelt. Dit gecoördineerde beleid zorgt ervoor dat de robot complexe bovenlichaamsgebaren kan uitvoeren terwijl hij gestaag loopt op oppervlakken zoals grind, vuil, houtsnippers, gras en hellende betonpaden.
Simulatie en praktijk
Simulaties werden eerst uitgevoerd op een virtuele mensachtige robot en vervolgens overgebracht naar een echte robot. De robot demonstreerde het vermogen om zowel aangeleerde als nieuwe bewegingen uit te voeren in reële omstandigheden.
Momenteel worden de bewegingen van de robot bestuurd door een menselijke operator die een gamecontroller gebruikt, die de snelheid, richting en specifieke bewegingen dicteert. Het team heeft een toekomstige versie voor ogen die is uitgerust met een camera waarmee de robot taken kan uitvoeren en autonoom door terreinen kan navigeren.
Het team richt zich nu op het verfijnen van het ontwerp van de robot om meer ingewikkelde en fijnmazige taken aan te kunnen. Door de mogelijkheden van het bovenlichaam uit te breiden, kunnen de onderzoekers het bereik van bewegingen en gebaren die de robot kan uitvoeren, vergroten.
Foto: screenshot video UCSD Jacobs School of Engineering