爱体育爱体育主要基于Mobile ALOHA系统,能够自主完成部分复杂的移动操作任务,例如煎虾、打开双门壁柜来储存沉重的烹饪锅、呼叫并进入电梯、以及在水槽里冲洗使用过的锅。
此外,还有部分复杂操作则由人为遥控完成,例如拉开窗帘打开窗子,给花盆浇水;在人站着不动的前提下,替主人刮胡子;开锅热油做虾仁滑蛋;将衣服放入洗衣机、倒入洗衣液、并开启洗衣机;换被套并收纳衣服。
该研究项目由一个三人团队研发,项目的联合负责人Zipeng Fu和Tony Z. Zhao都是斯坦福大学实验室的计算机科学博士生,也同为谷歌DeepMind团队的学生研究员;以及二人的指导老师爱体育、斯坦福大学计算机科学和电气工程系的助理教授Chelsea Finn。
它是一个开源的操作系统,其学习原理是遥操作和模仿学习,通过对人类重复动作的学习从而掌握技能。
Mobile ALOHA是基于ALOHA遥操作系统实现的。它强化了静态ALOHA系统的双手操纵能力,并在此基础上增加了全身远程控制系统。
此外,Mobile ALOHA还增加了底座移动能力,赋予机器人接近人类的移动速度。对比之下,静态ALOHA遥操作系统更多是在桌面上进行思考,而Mobile ALOHA在底部上增加了移动底盘,增加了对机器人移动性和灵活性的训练。
从硬件上看,该研究团队发布的机器人外在形象并非人形形态,整个身体由一个移动底盘、一个操作界面、两个机械臂、反馈驱动爱体育、两个手腕摄像头和一个顶部摄像头构成。其底盘还具备了机载电源,使得它在没有外部电源的情况下也能连续工作多小时。
通常,开发通用机器人的最佳方式是“行为克隆”,也就是机器人从人类提供的演示中进行模仿学习。行为克隆可以让机器人学习各种原始技能,从简单的拾放到更精细的操作。
Mobile ALOHA借助移动底座能力和全身远程操作界面,可以收集更多的机器人与现实世界交互的数据,并在交互过程中学习、模仿人类动作。
此外,研究团队发现,若将Mobile ALOHA收集到的模仿学习数据与现有的静态ALOHA数据集相结合、并协同训练,就可以显著提高机器人移动操作任务的性能家政。
基于上述的协同训练,研究人员只需要对每个任务进行50次演示,就可以大幅提高机器人操作的成功率,高达90%。
以擦拭红酒任务为例,在没有联合训练时爱体育,其成功率只有50%,但联合训练后,成功率可以提高到95%。
这个机器人的一大吸睛点在于,它的成本真的很低。团队专门列出了具体的硬件清单爱体育,包括机器人硬件、电源和计算设备、摄像头、传感器、组装和维护费用以及开源的软件部分在内,整套机器人下来成本只需要3.2万美元(合22.7万人民币)。
此外,Mobile ALOHA的最大价值是物理操作能力的进步,因为它展示了机器人做重复性精细操作任务的潜力。
目前生活中,有许多任务都需要全身协调以及灵巧操作,而非单独的移动或操作,而Mobile ALOHA恰能在移动性和灵活性上有所突破。
不过,该团队也表示保洁,Mobile ALOHA 仍存在一些限制,例如系统占用面积较大,固定高度的双臂难以触及较低的橱柜、烤箱和洗碗机等。
且这个技能并非100%精准,也时常会出现错误,研究团队也对外展示了一些“失败案例”。
值得一提的是,Mobile ALOHA 项目目前已经在 Github上开源,公布了代码、硬件结构和数据,团队也放出了相应的论文和介绍爱体育。