Симулятор существ SoftZoo помогает сообща проектировать мягких роботов
Понятие «мягкая робототехника» стало общепринятым в 2008 году. Инженеры создают гибкие машины, полезные в разных сферах, от проникновения в труднодоступные места до реабилитации пациентов и решения задач в космосе. Один из источников вдохновения для создателей — животные в дикой природе.
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) сделали ещё один шаг вперёд, разработав платформу SoftZoo, вдохновлённую биологией. Программное обеспечение (ПО) полезно для совместного поиска и оптимизации дизайна: выбора формы будущего устройства, расположения «мышц», мягкости и прочности, а также способа управления. В SoftZoo тестируют оптимальные конфигурации и размеры для использования роботов в различных средах.
Платформа предлагает 3D-модели животных — панды, рыбы, акулы, гусеницы и другие — в качестве базовых форм. Условные животные могут имитировать задачи программной робототехники: передвижение, маневрирование и пути в различных средах. Платформа подбирает лучшую подвижность на снегу, в пустыне, по глине, в воде различной глубины и так далее.
— Цун-Суан Ван, аспирант MIT, лаборатория компьютерных наук и искусственного интеллекта (CSAIL).
SoftZoo имитирует движение, которое реагирует на физические особенности различных сред. Универсальный движок для физического моделирования позволяет одновременно моделировать и поворот детёныша тюленя на льду, и медленные поползновения по заболоченной местности существа типа гусеницы.
Изменчивость движка оптимизирует совместное проектирование, заменяя собой дорогостоящие симуляции. Причём пользователи могут перемещать виртуальных роботов с помощью более сложных алгоритмов.

Морфология, как раздел биологии, изучает формы, размеры и анатомию организмов. Биологические контуры могут послужить примером для более специализированной искусственной активности. Цун-Суан Ван привёл пример строения медузы, которая вдохновляет исследователей на разработку новых видов мягких роботов из силикона. А стрекозы могут выполнять очень быстрые манёвры благодаря строению крыльев, и так далее.
Ранее роботы с трудом ориентировались в сложных условиях, потому что их строение не соответствовало окружающей среде. И вот с SoftZoo дизайнеры могут развивать и интеллект, и устройство машин одновременно, чтобы они были более смышлёными и специализированными.
Соавтор исследования Чжуан Ган добавил, что SoftZoo предоставляет разработчикам программной робототехники симуляцию с открытым исходным кодом, помогая им проектировать роботов намного проще и гибче, одновременно повышая возможности передвижения машин в различных средах.
Директор CSAIL Даниэла Рус отметила, что вычислительный подход к совместному проектированию мягких роботов и их «мозга» в том числе, то есть контроллеров, открывает возможности для быстрого создания специализированных машин под конкретные задачи.
Прежде чем будет воплощён какой-либо робот, фреймворк мог бы заменить полевые испытания. Например, оценка того, как робот, похожий на медведя, ведёт себя в пустыне, может оказаться сложной задачей для разработчиков устройств для городской среды. А в SoftZoo инженеры могли бы сэкономить и время, и ресурсы.
В будущем разработчики платформы рассматривают варианты с механикой человека. Чтобы продемонстрировать этот потенциал, команда Вана разработала 3D-руку, бросающую снежок. Подключив имитацию человеческие задач, разработчики мягкой робототехники могли бы затем использовать платформу для оценки манипуляторов, которые захватывают, перемещают и складывают объекты.
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) сделали ещё один шаг вперёд, разработав платформу SoftZoo, вдохновлённую биологией. Программное обеспечение (ПО) полезно для совместного поиска и оптимизации дизайна: выбора формы будущего устройства, расположения «мышц», мягкости и прочности, а также способа управления. В SoftZoo тестируют оптимальные конфигурации и размеры для использования роботов в различных средах.
Платформа предлагает 3D-модели животных — панды, рыбы, акулы, гусеницы и другие — в качестве базовых форм. Условные животные могут имитировать задачи программной робототехники: передвижение, маневрирование и пути в различных средах. Платформа подбирает лучшую подвижность на снегу, в пустыне, по глине, в воде различной глубины и так далее.
Наша платформа помогает пользователям находить наилучшую конфигурацию для робота и создавать алгоритмы для разных задач. По сути, она помогает понять наилучшие стратегии взаимодействия роботов с окружающей средой
— Цун-Суан Ван, аспирант MIT, лаборатория компьютерных наук и искусственного интеллекта (CSAIL).
SoftZoo имитирует движение, которое реагирует на физические особенности различных сред. Универсальный движок для физического моделирования позволяет одновременно моделировать и поворот детёныша тюленя на льду, и медленные поползновения по заболоченной местности существа типа гусеницы.
Изменчивость движка оптимизирует совместное проектирование, заменяя собой дорогостоящие симуляции. Причём пользователи могут перемещать виртуальных роботов с помощью более сложных алгоритмов.

Морфология, как раздел биологии, изучает формы, размеры и анатомию организмов. Биологические контуры могут послужить примером для более специализированной искусственной активности. Цун-Суан Ван привёл пример строения медузы, которая вдохновляет исследователей на разработку новых видов мягких роботов из силикона. А стрекозы могут выполнять очень быстрые манёвры благодаря строению крыльев, и так далее.
Ранее роботы с трудом ориентировались в сложных условиях, потому что их строение не соответствовало окружающей среде. И вот с SoftZoo дизайнеры могут развивать и интеллект, и устройство машин одновременно, чтобы они были более смышлёными и специализированными.
Соавтор исследования Чжуан Ган добавил, что SoftZoo предоставляет разработчикам программной робототехники симуляцию с открытым исходным кодом, помогая им проектировать роботов намного проще и гибче, одновременно повышая возможности передвижения машин в различных средах.
Директор CSAIL Даниэла Рус отметила, что вычислительный подход к совместному проектированию мягких роботов и их «мозга» в том числе, то есть контроллеров, открывает возможности для быстрого создания специализированных машин под конкретные задачи.
Прежде чем будет воплощён какой-либо робот, фреймворк мог бы заменить полевые испытания. Например, оценка того, как робот, похожий на медведя, ведёт себя в пустыне, может оказаться сложной задачей для разработчиков устройств для городской среды. А в SoftZoo инженеры могли бы сэкономить и время, и ресурсы.
В будущем разработчики платформы рассматривают варианты с механикой человека. Чтобы продемонстрировать этот потенциал, команда Вана разработала 3D-руку, бросающую снежок. Подключив имитацию человеческие задач, разработчики мягкой робототехники могли бы затем использовать платформу для оценки манипуляторов, которые захватывают, перемещают и складывают объекты.
- Дмитрий Ладыгин
- openreview.net
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Что-то странное живет в старом топливе, вытекшем из затонувших кораблей во Вторую мировую войну
По словам ученых, в нефтепродуктах на дне моря «не протолкнуться»: 42 типа, 107 классов, 249 отрядов, 432 семейства, 1 047 родов микроорганизмов...
«Космос-2612» против спутника-шпиона: Россия показала, что не будет мириться с американской разведкой на орбите
Почему западные эксперты считают, что противостояние на орбите выходит на более новую и крайне опасную стадию...
В 2025 году в Беринговом море неожиданно появилось огромное количество крабов
Теперь ученые наконец-то нашли разгадку природной аномалии...
Летние каникулы длиной… в два с половиной года: как 777 российских детей вернулись домой через Сибирь, Америку и Европу
По этой удивительной истории запросто можно снять отличный сериал. Даже несколько сезонов...
Каспийское море снова изменилось: какие острова нанесут на новые карты
Почему географы очень строги к таким объектам и какие требования предъявляют к ним...
Вот почему самый загадочный в мире 600-летний текст до сих пор не расшифрован
Рукопись Войнича могли переплести не по порядку, и этот факт дает ответы на многие вопросы...
1319 подтвержденных случаев реинкарнации: исследование американских ученых выявило поразительные закономерности
Исследователи не знают, как объяснить механизм перерождения, но игнорировать статистику тоже не могут...
Ковчег русских детей: как 777 российских детей вернулись домой через Сибирь, Америку и Европу (продолжение)
Никто и не ожидал, что летние каникулы вдруг затянутся на два с половиной года...
Похоже, между кошками и их хозяевами существует загадочная гормональная связь
Этот эксперимент напрашивался уже давно, но после вопросов стало еще больше...
Парадокс Ванильного острова: почему на Мадагаскаре все рано или поздно заканчивается революцией
Что такое «красные зоны»? Как с ними связаны горбатые быки? И, вообще, какую роль в этой истории сыграла японское аниме?...
Муравьи Дракулы охотятся с первого дня жизни: их мозг может объяснить такую «кровожадность»
По словам ученых, когда-то такими были все муравьи, но что-то заставило их поменять свое поведение...
Загадочный звездный узор на знаменитой картине Ван Гога поставил точку в споре столетней давности
Выяснилось, что целая толпа литературоведов сильно ошибалась в биографии великого художника...
Новая окаменелость подтверждает: предок человека появился на 200 000 лет раньше, чем считали ученые
Антропологи говорят, что доминировал тогда совсем другой вид, а в итоге выжил именно наш далекий пращур...