新品预告|在黑暗中自主行动的四足机器人

四足机器人并不罕见，现如今被广泛应用在农业、救援、探索以及一些高危环境中，但这些环境中变化特别大，极有可能遇到突发情况比如浓烟，地形崎岖等，使四足机器人行动受限。

为了解决这样的问题，一款可以在各种非典型环境中实现稳健的“盲目运动”的四足机器人诞生了。据悉，这款机器人将会在5月29日在伦敦举行的机器人与自动化国际会议(ICRA)上首次与公众见面。

起初，研究人员们在解决机器人遇到特殊视觉障碍时如何感知这个难题的时候，尝试研发在低光线下看得清的机器人“眼睛”，受到墨鱼的启发，工程师们制造了一个W形瞳孔并将其连接到一个球形透镜，并在“眼睛”的内表面添加了柔性偏振材料和一系列圆柱形硅光电二极管，用于将光子转换为电信号，这种机器人眼睛在光线不足的环境中比目前大多数机器人使用的眼睛效果更好。

一些头足类动物（如墨鱼）的眼睛具有特殊的瞳孔形状，被称为“W型”瞳孔，这种瞳孔形状看起来类似于一个W，具有两个凹曲的边缘，可以通过调整瞳孔的宽度和形状，鱿鱼和乌贼可以控制光线的进入角度，这样的瞳孔形状可以帮助它们更好地适应海洋环境中的不同光线强度。

实验中发现，采用这种W型瞳孔的机器人眼睛与其他机器人眼睛相比，新设计能在测试照片上检测到更多细节，并且将昏暗物体的轮廓转换比普通机器人的眼睛更准确，它可以更好地处理弱光或黑暗条件，也能更好地处理盲点。

但好的摄像头并不能满足机器人在极端环境下的工况，如果遇到传感器失灵等问题，机器人在工作环境中将变成一坨废铁，于是科研人员们继续探究一种新技术，使机器人可以在视觉确认受阻的灾难性情况或者在没有视觉或触觉传感器帮助的情况下，仍然可以在不平整的环境中移动。

韩国的一个研究团队开发了一个名为DreamWaQ的技术，它可以使机器人在没有视觉帮助的情况下也能四处走动，就像一个人晚上摸黑去洗手间时的行走状态一样，因此取名为DreamWaQ，只需将这项技术安装在任何有腿机器人的顶部，更多的机器人将变成DreamWaQer。

据研究人员透露，该控制器是基于机器深度学习而开发的，控制器可以通过从模拟器中提供的各种环境数据，快速计算出适合步行机器人每个电机的控制命令，它与现有的从模拟中学习的控制器最大的不同之处是，新的控制器可以直接应用于各种可以步行的机器人，而无需单独为某一机器人重新编程，减少了针对性调试的过程。

DreamWaQ控制器主要由两部分网络结构组成，分别是负责估计地面和机器人信息的预估网络和负责计算控制命令的策略网络，预估网络通过使用惯性信息和关节信息估计地面信息，并对机器人目前的状态进行评估，然后将这些信息被传递给策略网络，用于生成最佳的控制命令，在模拟的过程中，两个网络会同时地进行深度学习，以至于在之后遇到相同情况下可以迅速做出反应。

在支持GPU的PC中，整个学习过程只需要大约一个小时，机器人仅使用机器人内部的惯性传感器(IMU)和关节角度的测量，通过匹配模拟学习中类似的环境进行移动。如果它突然遇到偏移的情况，比如遇到了楼梯，它只能在脚碰到台阶后才知道，但会在脚接触到地面的那一刻迅速绘制出地形信息，然后将适合估计的地形信息的控制命令传输到每个电机，从而能够快速适应步行。

目前，这款机器人已经不仅停留在实验室层面，它更多被带到室外环境下进行实验，接下来将会测试该机器人在路面崎岖的环境下变速行驶，并测试实验室中的不依赖传感器的理论在自然环境下的工作情况，为新一代的更具探索能力的机器人做充分的技术储备。