研究人员教机器狗用腿开门

近年来，四足、受狗启发的机器人在科学家和急救人员中越来越受欢迎，因为它们具有独特的能力，能够快速安全地在危险区域或人类无法进入的区域进行操作。其中一些机器人，如波士顿动力公司的 Spot，可以使用大爪子和其他附件来帮助它们与周围的世界互动。但这些额外的肢体并不总是理想的，因为它们会增加重量并占用额外的空间，这两者都可能限制机器狗在狭窄走廊中的效率。

瑞士苏黎世联邦理工学院机器人系统实验室的研究人员试图解决这一难题，他们训练自己的机器狗使用四肢中的一条来完成开门和移动物体等任务，同时依靠其他三条肢体行走和保持平衡。在最近发表的一篇记录他们研究成果的论文中，研究人员表示，他们相信这种对机器人肢体的新颖使用方式有朝一日可以帮助太空探索和其他重量和机械空间非常宝贵的场景。

机器狗是如何使用它的腿的？

研究人员使用强化学习模型来训练机器狗（由 ANYbotic 公司制造的 ANYmal 模型）完成一系列需要操纵环境的任务。当机器人将其右前肢放到所需位置时，该模型会获得正强化奖励。另一方面，当机器人使用急促、可能不安全的动作时，该模型会恢复负强化。从那里，机器人学会了使用其余三条腿保持平衡和移动。研究人员能够使用遥控器上的操纵杆移动机器人。

实验照片显示，机器人抬起前肢，将其放在门把手旁边，然后转移重心打开门。讽刺的是，这个动作与一只毛茸茸的活狗抬起腿在消防栓上小便的动作并无二致。在其他地方，可以看到机器人用背包带缠绕前肢，然后将袋子倒置并放入塑料容器中。研究人员还尝试在腿部末端安装一个爪状夹持器，使机器人能够成功抓取和收集岩石样本。机器人还可以用手臂将小障碍物移开，并按下原本难以触及的按钮。

研究人员写道：“我们的研究表明，许多操作任务只需使用四足机器人进行步行即可解决。”“这一见解对于未来设计和控制腿部移动机械手的工作至关重要。”

研究人员在不规则的地形上训练机器人，以确保它在现实世界中遇到不太理想的现实场景时仍能保持平衡。为了测试机器人的平衡性，研究人员把它放在一块光滑的、几乎没有摩擦力的白板上，让它尝试完成任务。它滑倒了，但没有摔倒。

这只三条腿的机器狗有什么用处

虽然这只三足狗的效率不如其他带有可连接爪子的模型，但研究人员表示，它的真正优势在于其简单性。通过放弃任何额外的爪子或工具，研究人员的机器人避免了增加更多不必要的机械复杂性。这种方法还可以减轻重量并减少能耗，这两者在太空探索或远程搜索和救援任务中都非常有用。

目前，四足机器人普遍无法操控周围环境，这意味着它们只能执行检查和监视任务。然而，苏黎世联邦理工学院研究人员的研究结果暗示，未来这些机器人可以使用人工智能模型了解周围的世界，并使用肢体与物体互动，完成更复杂的任务。