迪士尼玩起强化学习 新机器人有星球大战那味了

迪士尼玩起强化学习新机器人有星球大战那味了走起路来屁颠屁颠，关键还很稳：虽然是机器，但不得不说这神态很有“灵性”：就在刚举行完的国际机器人顶会IROS上，迪士尼研究所研究科学家MoritzBächer带领团队展示的这个新机器人可谓萌翻全场。虽然这个小家伙还没有一个正式的名字，但它的表现足够令人印象深刻。和常见的双足机器人最大的不同点在于，它不仅能够在行走中保持动态平衡，还能够通过动作表达出一些“情感”。经研究人员介绍，这主要是因为在训练过程中使用了团队去年耗费一年时间开发的强化学习系统，并且还请了专业的动画师设计动作，将动画角色用动作表现情感的方式应用到了机器人身上。基于此，小家伙不再是一个冷冰冰的机器。可以想见，若给它装一个GPT大脑，家里的狗子危～～～瑞思拜，我是大学生，给我。不少网友看到后联想到了星球大战中的角色：另一波网友看到小家伙如此“憨态可掬”，认为这就是现实版的瓦力（WALL-E，《机器人总动员》中的角色）：更有网友直呼感觉“站在了机器人革命的风口浪尖”：这个小家伙走起路来为何如此平稳？开发者又具体是如何赋予其“情感”的？我们接着往下看。在瑞士森林中“漫步”摇头晃脑还能平稳运动的秘诀，在于头部和腿部的设计。其中，小家伙的头部是一个四自由度的设计，可实现上、下、左、右四个方向倾斜观察：而它的腿部更是增加到五自由度，具备髋关节，因此它在行走时能够保持动态平衡。偷袭推它，或是故意拖拽它脚下的地毯，它都能应对自如：挑战更为复杂的地形，在瑞士野外森林中漫步也不在话下：稳重又不失风情，走着走着，还能跳上一段：据研究人员介绍，能做到这种效果，从概念提出到最终打磨成型，其实只用了不到一年的时间。这还要得益于3D打印技术，使用模块化硬件和执行器，大为提高了设计和迭代的速度。再来说说赋予其“情感”。其实这种让机器人以有情感的方式运动是迪士尼的专长，早在上世纪六七十年代，迪士尼就开发出了机械人偶。但随着机器人变得愈加先进和机动，设计出能够与其兼容的情感行为变得具有挑战性。为此，迪士尼搬出了王牌，请用了擅长使角色通过运动传达情感的动画师来为机器人设计动作。但交由动画师设计动作，就不得不面临一个难题——动画工具通常没有内置物理特性，动画师的设想有时在现实中难以做到。这就使得团队需要耗费大量时间试验。为了弥合这一差距，团队用到了强化学习系统。背后是强化学习的加持研究团队开发了一个基于强化学习的流程，通过模拟将动画师的视觉设想和机器人动作相结合。这个过程本质上是为动画师提供了物理约束条件，确保动画师设计的高表现力动作可以在现实中实行，或者尽可能接近机器人所能做到的程度。迪士尼研究所的研究科学家MorganPope表示：这就不仅仅是走路了，走路只是强化学习系统的输入之一，另一个重要的输入是如何行走。好在这种情况下，强化学习的一大优势是生成的运动鲁棒性很好。并且根据研究人员的说法，用该流程在一台PC上只需几个小时就能训练机器人做新动作，大大缩短了开发新机器人角色所需的时间。同时在一遍遍的训练中，还可以对电机性能、质量分布和机器人与地面之间的摩擦力等进行细微的调整。团队负责人Bächer认为，“这使得迪士尼开发新机器人角色所需的时间从几年缩短到几个月”。并且研究人员还强调重要的不是机器人，而是这个过程：所以如果我们想要增加更多的腿、手臂，或者制作一个全新角色，我们可以迅速教它新的动作。现成的执行器、3D打印组件、可适应性强的强化学习框架，这些都可以应用于外观和动作都大不相同的机器人。而这个机器人，只是该旅程的一步。参考链接：[1]https://twitter.com/linusekenstam/status/1710277661069574171[2]https://spectrum.ieee.org/disney-robot...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388863.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388863.htm

一个基于 Nvidia Isaac Gym 的易于使用的强化学习 (RL) 框架，旨在训练人形机器人的运动技能，强调从模拟到现实

一个基于NvidiaIsaacGym的易于使用的强化学习(RL)框架，旨在训练人形机器人的运动技能，强调从模拟到现实环境的零样本迁移。Humanoid-Gym还集成了从IsaacGym到Mujoco的sim-to-sim框架，允许用户在不同的物理模拟中验证训练好的策略，以确保策略的鲁棒性和泛化性。该代码库由RobotEra的XBot-S（1.2米高的人形机器人）和XBot-L（1.65米高的人形机器人）在现实环境中进行了验证，具有零样本模拟到真实的传输。#框架

科学家利用超声波引导微泡机器人穿过复杂的脑血管

科学家利用超声波引导微泡机器人穿过复杂的脑血管我们的大脑中有超过404英里（650公里）长的血管。纳米技术的进步使得微型机器人得以发展，它们可以通过这些微小复杂的路径进入以前无法进入的区域，提供精确的药物输送，并进行微创手术。考虑到血管网络的复杂性和遇到的血流压力，需要一种引导微型机器人的方法。利用磁场引导微机器人穿过大脑血管可实现精确操作，但由于微机器人必须具有磁性，因此限制了它们的生物降解性。现在，苏黎世联邦理工学院、苏黎世大学和苏黎世大学医院的研究人员合作开发出了微载体--涂有脂质的充满气体的微气泡--可以利用超声波在小鼠大脑狭窄而复杂的血管中导航。该研究的通讯作者之一丹尼尔-艾哈迈德（DanielAhmed）说："超声波除了在医学领域广泛应用外，还具有安全和深入人体的特点。"这些小而光滑、充满气体的微气泡直径在1.1至1.4微米之间，由目前用于超声成像的一种荧光造影剂制成。随着时间的推移，它们会在体内溶解，其脂质外壳由与生物细胞膜相同的物质制成。声学微型机器人导航与实时光学成像相结合DelCampoFonseca等人的研究发现，微型机器人可以在体内长期溶解，其脂质外壳由与生物细胞膜相同的物质制成。研究人员将微气泡注入小鼠体内，使其在动物血液中循环。显微镜可对机器人进行实时成像。研究人员在小鼠头部外侧安装了多达四个超声波传感器，发现微机器人对声波的反应是自我组装成群，并沿着脑血管导航。这些机器人通过调整每个传感器的输出来进行引导，速度最高可达1.5微米/秒，并成功地逆向移动，血流速度最高可达10毫米/秒。研究结果表明，声学微型机械臂可在体内生理条件下工作。研究人员分析了超声驱动后的脑组织，发现微机器人既没有破坏血管内壁，也没有造成神经细胞死亡。用一种已在使用的物质制造微气泡有其优势。艾哈迈德说："由于这些气泡或囊泡已获准用于人体，因此与目前正在开发的其他类型的微载体相比，我们的技术很可能更快地获得批准并用于人体治疗。"现在，他们已经证明了他们的微型机器人可以在小鼠脑血管中导航，研究人员的下一步是在微泡外壳外面附着药物分子。如果成功，这种由超声波激活的微载体就有可能用于治疗癌症、中风和心理疾病。该研究发表在《自然-通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402929.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402929.htm

科学家利用机器学习识别数以千计的新宇宙物体

科学家利用机器学习识别数以千计的新宇宙物体天文学正在经历一场变革，因为来自数百万天体的大量天文数据可以轻易获得。这是由于大规模的调查和利用一流的天文观测站的细致观测，再加上开放数据的政策。毋庸置疑，这些数据对于许多发现和对宇宙的新认识具有巨大潜力。然而，手动探索所有这些天体的数据是不现实的，自动机器学习技术对于从这些数据中提取信息至关重要。但这种技术在天文数据中的应用仍然非常有限，而且处于初步阶段。在此背景下，TIFR-IIST团队将机器学习技术应用于美国钱德拉空间观测站在X射线下观测的数十万个宇宙物体。这表明了一种新的和热门的技术进步如何能够帮助和彻底改变基础和基本的科学研究。该小组将这些技术应用于大约277000个释放X射线的物体，其中大部分物体的性质是未知的。对未知物体的性质进行分类，相当于发现特定类别的物体。因此，这项研究让研究人员可靠地发现了成千上万的宇宙天体的类别，如黑洞、中子星、白矮星、恒星等，这为天文学界进一步详细研究许多有趣的新天体提供了巨大的机会。这项合作研究对于建立将新的机器学习技术应用于天文学基础研究的最先进能力也很重要，这对于科学地利用当前和即将到来的观测站的数据至关重要。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1349399.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1349399.htm

科学家发明了一种可以不断生长的机器人

科学家发明了一种可以不断生长的机器人这个名为FiloBot的生长机器人由意大利理工学院的科学家设计，灵感来自攀缘植物的适应性和环境探索策略。该机器人使用热塑材料来构建自己的茎状身体，生长方向由环境刺激决定，光线传感使之拥有向光性或趋暗性，重力传感使之能向地心前行，一般扰动可以自主决策避障。投稿：@TNSubmbot频道：@TestFlightCN

科学家用植物水凝胶制造可导航、可改变形状的微型机器人

科学家用植物水凝胶制造可导航、可改变形状的微型机器人与刚性微型机器人不同，软性微型机器人对组织更友好，因为它们可以轻松通过或挤入生物系统。然而，挑战在于如何制造出能够感知和适应环境的软微型机器人，而且由于它们是异物，不会引发免疫反应。英国滑铁卢大学（UniversityofWaterloo）的研究人员开发了一种生物相容性植物水凝胶，用于制造可导航的微型机器人，这种机器人能够根据外部化学刺激改变形状。该研究的通讯作者哈迈德-沙沙万（HamedShahsavan）说："在我的研究小组中，我们正在连接新与旧。"我们利用水凝胶、液晶和胶体等传统软物质，推出了新兴的微型机器人。"这种微小的软机器人最长只有0.4英寸（1厘米），由先进的水凝胶复合材料制成，其中包括可持续的、植物提取的纤维素纳米颗粒。除了具有生物相容性和无毒性外，这种材料还能自我修复；它可以切割，然后再粘合在一起，无需胶水或其他粘合剂，就能形成不同的形状，用于不同的应用。当受到化学刺激时，水凝胶会改变形状，研究人员可以随意调整纤维素纳米粒子的方向，从而"编程"机器人的形状变化，这对于软体机器人来说是一项重要的能力。研究人员设计并测试了两个具有pH响应的小型机器人。第一个机器人能够在pH值的触发下抓取、转移和释放球形或不规则的软生物货物。第二个机器人可以利用磁场通过远程导航在迷宫中转移轻型货物，如下面滑铁卢工程公司制作的视频所示。完成迷宫后，盐酸会使机器人展开并放下货物。研究人员说，水凝胶的pH响应特性意味着微型机器人有可能用于原生pH值较高的人体器官，并有能力耐受酸性pH环境，如膀胱。研究人员计划改进他们的设计，然后在实际应用中进行测试，包括开发一种机械性能更强的水凝胶配方，以提高承载能力。他们还计划将机器人微型化到纳米级尺寸，以便用于治疗或诊断。这种植物基水凝胶的开发标志着人们不再使用由天然聚合物组成的水凝胶，其中一种天然聚合物是从动物组织中提取的明胶。在最近的另一项研究中，来自新南威尔士大学悉尼分校（UNSW）的研究人员创造了一种实验室制造的水凝胶，这种水凝胶模仿人体组织，具有抗菌和自我修复功能，但不使用动物产品。该研究的第一作者阿什利-阮（AshleyNguyen）说："天然水凝胶在社会中广泛使用，从食品加工到化妆品，但需要从动物身上采集，这就带来了伦理问题。另外，动物提取的材料用于人体也有问题，因为会产生负面的免疫反应"。新南威尔士大学的研究人员转而使用所谓的"色氨酸拉链"（或称Trpzip）来制造水凝胶，Trpzip是含有多个色氨酸的氨基酸短链，可作为拉链促进自组装。新南威尔士大学的Trpzip水凝胶不含动物产品图/新南威尔士大学悉尼分校"我们认为，Trpzip水凝胶和类似材料将为动物源性产品提供更统一、更具成本效益的替代品，"该研究的通讯作者克里斯托弗-基利安（KristopherKilian）说。"如果我们的材料能减少科学研究中使用的动物数量，那将是一个巨大的成果。"滑铁卢大学的研究和新南威尔士大学的研究均发表在《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391889.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391889.htm