Добавить новость
ru24.net
Spacedaily.com
Май
2024
1
2
3
4
5
6
7 8
9
10 11 12 13 14 15
16
17 18
19
20 21 22
23
24
25
26
27 28 29 30 31

A better way to control shape-shifting soft robots

0
Boston MA (SPX) May 10, 2024 - Imagine a slime-like robot that can seamlessly change its shape to squeeze through narrow spaces, which could be deployed inside the human body to remove an unwanted item.

While such a robot does not yet exist outside a laboratory, researchers are working to develop reconfigurable soft robots for applications in health care, wearable devices, and industrial systems.

But how can one control a squishy robot that doesn't have joints, limbs, or fingers that can be manipulated, and instead can drastically alter its entire shape at will? MIT researchers are working to answer that question.

They developed a control algorithm that can autonomously learn how to move, stretch, and shape a reconfigurable robot to complete a specific task, even when that task requires the robot to change its morphology multiple times. The team also built a simulator to test control algorithms for deformable soft robots on a series of challenging, shape-changing tasks.

Their method completed each of the eight tasks they evaluated while outperforming other algorithms. The technique worked especially well on multifaceted tasks. For instance, in one test, the robot had to reduce its height while growing two tiny legs to squeeze through a narrow pipe, and then un-grow those legs and extend its torso to open the pipe's lid.

While reconfigurable soft robots are still in their infancy, such a technique could someday enable general-purpose robots that can adapt their shapes to accomplish diverse tasks.

"When people think about soft robots, they tend to think about robots that are elastic, but return to their original shape. Our robot is like slime and can actually change its morphology. It is very striking that our method worked so well because we are dealing with something very new," says Boyuan Chen, an electrical engineering and computer science (EECS) graduate student and co-author of a paper on this approach.

Chen's co-authors include lead author Suning Huang, an undergraduate student at Tsinghua University in China who completed this work while a visiting student at MIT; Huazhe Xu, an assistant professor at Tsinghua University; and senior author Vincent Sitzmann, an assistant professor of EECS at MIT who leads the Scene Representation Group in the Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory. The research will be presented at the International Conference on Learning Representations.

Controlling dynamic motion
Scientists often teach robots to complete tasks using a machine-learning approach known as reinforcement learning, which is a trial-and-error process in which the robot is rewarded for actions that move it closer to a goal.

This can be effective when the robot's moving parts are consistent and well-defined, like a gripper with three fingers. With a robotic gripper, a reinforcement learning algorithm might move one finger slightly, learning by trial and error whether that motion earns it a reward. Then it would move on to the next finger, and so on.

But shape-shifting robots, which are controlled by magnetic fields, can dynamically squish, bend, or elongate their entire bodies.

"Such a robot could have thousands of small pieces of muscle to control, so it is very hard to learn in a traditional way," says Chen.

To solve this problem, he and his collaborators had to think about it differently. Rather than moving each tiny muscle individually, their reinforcement learning algorithm begins by learning to control groups of adjacent muscles that work together.

Then, after the algorithm has explored the space of possible actions by focusing on groups of muscles, it drills down into finer detail to optimize the policy, or action plan, it has learned. In this way, the control algorithm follows a coarse-to-fine methodology.

"Coarse-to-fine means that when you take a random action, that random action is likely to make a difference. The change in the outcome is likely very significant because you coarsely control several muscles at the same time," Sitzmann says.

To enable this, the researchers treat a robot's action space, or how it can move in a certain area, like an image.

Their machine-learning model uses images of the robot's environment to generate a 2D action space, which includes the robot and the area around it. They simulate robot motion using what is known as the material-point-method, where the action space is covered by points, like image pixels, and overlayed with a grid.

The same way nearby pixels in an image are related (like the pixels that form a tree in a photo), they built their algorithm to understand that nearby action points have stronger correlations. Points around the robot's "shoulder" will move similarly when it changes shape, while points on the robot's "leg" will also move similarly, but in a different way than those on the "shoulder."

In addition, the researchers use the same machine-learning model to look at the environment and predict the actions the robot should take, which makes it more efficient.

Building a simulator
After developing this approach, the researchers needed a way to test it, so they created a simulation environment called DittoGym.

DittoGym features eight tasks that evaluate a reconfigurable robot's ability to dynamically change shape. In one, the robot must elongate and curve its body so it can weave around obstacles to reach a target point. In another, it must change its shape to mimic letters of the alphabet.

"Our task selection in DittoGym follows both generic reinforcement learning benchmark design principles and the specific needs of reconfigurable robots. Each task is designed to represent certain properties that we deem important, such as the capability to navigate through long-horizon explorations, the ability to analyze the environment, and interact with external objects," Huang says. "We believe they together can give users a comprehensive understanding of the flexibility of reconfigurable robots and the effectiveness of our reinforcement learning scheme."

Their algorithm outperformed baseline methods and was the only technique suitable for completing multistage tasks that required several shape changes.

"We have a stronger correlation between action points that are closer to each other, and I think that is key to making this work so well," says Chen.

While it may be many years before shape-shifting robots are deployed in the real world, Chen and his collaborators hope their work inspires other scientists not only to study reconfigurable soft robots but also to think about leveraging 2D action spaces for other complex control problems.

Research Report:DittoGym: Learning to Control Soft Shape-Shifting Robots




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus




Письмо с душой из Marins Park Hotel Екатеринбург

Сотрудничество с БГТУ: студенты проходят практику в депо «Вязьма»

Друг ведущего Дроздова рассказал о курсе уколов, который тот проходит

Бизнесу усиливают защиту: двойной канал связи для безопасности


Dow futures sink as Trump keeps pushing tariffs while White House suggests Powell’s job could be at risk

ICE is 'supercharging detention' with 'flagrantly unlawful' policy: lawyers

Son Of British Boxing Legend Retires From The Sport Aged Just 24: “Won’t Be Fighting Again”

First confirmed death during Trump ICE raid is a farmworkers at a California cannabis facility


Ольга Романив: как вести себя с мужчиной, который нравится

Предзимние туманы

Смертельное ДТП на Вольской. Водитель "Чангана" оказался злостным нарушителем ПДД

Туристический спецпроект «Умные путешествия» стартовал в Подмосковье


The Expanse RPG's developers are 'humbled' by comparisons to BioWare's heyday, but don't expect it to be a straight Mass Effect clone: 'We make our story a little bit differently'

MMORPG Lord Nine: Infinite Class выпустят в Юго-Восточной Азии 31 июля

Гайд на Fuqiu из Etheria Restart: навыки, PvE-билд, расклад в PvP и дубликаты

Those shadow giants in the distance in Elden Ring Nightreign are over 2 miles tall⁠—almost as big as the Erdtree⁠—and nobody even mentions them in the game



Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Вот билет на контент, на эксплойт билетов нет

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом




Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

«Сила в команде»: судебные приставы Кузбасса приняли участие во всероссийских хоккейных соревнованиях среди силовиков

Участники «Активного гражданина» выбрали лучшую заправку для окрошки


Москвичам сообщили о надвигающейся грозе с порывистым ветром.

Замоскворецкая линия метро: отсутствие движения между «Белорусской» и «Театральной»

В Москве мужчина ограбил магазин на АЗС, угрожая пистолетом

В Ельце введен режим угрозы атак беспилотников.


Синнер впервые стал победителем Уимблдона

Теннистка Кудерметова впервые в карьере выиграла Уимблдон в парном разряде

Тарпищев объяснил причины неудачного выступления Анисимовой против Швентек.

Байопик Эша стал ближе к экрану


В Городском округе Пушкинский в образовательных комплексах полным ходом идёт подготовка к новому учебному году

Жители Прикамья активно покупают билеты на транспорт в отделениях Почты России

Замоскворецкая линия метро: отсутствие движения между «Белорусской» и «Театральной»

Эквадор выдал россиянина, подозреваемого в мошенничестве.


Музыкальные новости

«Выступать предпочитаю одна»: Анастасия Волочкова отказалась от дуэта с Натальей Штурм

В Петербурге назвали имена лауреатов конкурса вокалистов Елены Образцовой

Наталья Сергунина: В Москве впервые пройдет международный конкурс композиторов

«Такое в первый раз»: Ваенга отменила летние концерты из-за проблем со здоровьем



Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Пора пригласить певца A.SERGIO для участия в теле- и радиопрограммах, подкастах и шоу!

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству


У пятилетнего Макара вторая степень тугоухости

Кубок памяти Николая Каганского по пауэрлифтингу

Кабинет Артиста в Яндекс. Кабинет Артиста в Яндекс Музыке.

«Авито Спецтехника» поддержала команду «КАМАЗ-мастер» на ралли «Шелковый путь»


Мобильный интернет перестанут массово отключать в России

Красные арки, синяя подсветка. В Москве строят новые пешеходные мосты

Вскрытие без последствий – сервис «Спас-замков»

КАМАЗ-4280 начал тестовую эксплуатацию на маршруте в Подмосковье


Путин отметил успех школьников на Международной химической олимпиаде.

Посол Акира Муто: Япония будет приветствовать возможную встречу Путина и Трампа

В США сделали смелое заявление в отношении Путина.

В РФ раскрыли замысел Трампа после его попыток шантажировать Путина





Клинический психолог Юлия Тарибо: каким типам личностей сложно было вместе

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Врач-трихолог Мадина Осман: как часто можно делать пересадку волос


ВСУ атаковали дронами женщин под Сумами: Били за надпись "Мы русские"


«Турбозавры» поучаствовали в Дне московского транспорта

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

Травмированного на репетиции в цирке Москвы акробата выписали из больницы

"Пока Путин не заметит это безобразие": Пономарев резко высказался о легионерах в РПЛ


«Нам в Минске надо учиться». Лукашенко похвалил Беглова за зимнюю уборку Петербурга

Лукашенко предложил Петербургу ремонтировать всю белорусскую технику

Лукашенко встретился в Минске с делегацией Петербурга для обсуждения сотрудничества

Лукашенко заявил о необходимости проверки чиновников за манипуляции с ценами.



Сергей Собянин: В Москве появятся три новых пешеходных моста к 2027 году

Сергей Собянин: роботы и электромашины на страже московских улиц


РЭО запускает акселератор для экологических центров на базе Плехановского университета

ГК «АСНА» внедрила систему продвинутой аналитики «Дельта BI»

Губернатор Андрей Бочаров принимает участие в образовательной программе Сбера

Позднякова: температура в Москве останется выше климатической нормы


Красные арки, синяя подсветка. В Москве строят новые пешеходные мосты

Эквадор выдал россиянина, подозреваемого в мошенничестве.

Многим рискует: юрист сказал, как сидит «золотой» экс-полковник Захарченко

Замоскворецкая линия метро: отсутствие движения между «Белорусской» и «Театральной»


В городе Барнауле стартовал третий этап смотра-конкурса на звание "Лучшее звено газодымозащитной службы" среди Главных управлений МЧС России

Алтайский край оказался в числе регионов-аутсайдеров по доступности вторичного жилья

Защищённый планшет Saotron RT-W11J на базе ОС Windows10

Беспроводной сканер штрих-кодов SAOTRON P05i промышленного класса


Десятки улиц Симферополя остались без света 14 июля

Феодосия получила 150 миллионов на ремонты дворов - где начнут работы

Крыму и еще 24 регионам России спишут долги на миллиарды рублей

Под Симферополем горят десятки гектаров леса


«Динамо» ведёт переговоры о переходе Рубенса из «Атлетико Минейро»

Юрист Хаминский назвал возможных наследников режиссёра Юрия Мороза

Многим рискует: юрист сказал, как сидит «золотой» экс-полковник Захарченко

«Турбозавры» поучаствовали в Дне московского транспорта












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Уимблдон

Кудерметова стала первой россиянкой, выигравшей парный разряд Уимблдона с 2017 года






В Городском округе Пушкинский в образовательных комплексах полным ходом идёт подготовка к новому учебному году

Красные арки, синяя подсветка. В Москве строят новые пешеходные мосты

Москва. Красота Храма Василия Блаженного

Эту одежду многие уже давно выкинули, а зря: топ-7 стильных в 2025 году вещей, которые и через 100 лет будут в моде