A pittsburghi Carnegie Mellon Egyetem (CMU) és a Berkeley Kaliforniai Egyetem kutatói olcsó, aprólábú robotokat vezérlő rendszert fejlesztettek. A robotok fel- és lemásznak lépcsőkön – a lépcsőfokok kb. ugyanolyan magasak, mint ők –, sziklás, egyenetlen, meredek, csúszós és más nehéz terepeken is mozgékonyak, átmennek réseken, jól egyensúlyoznak sziklákon, peremeken és szegélyeken, sőt, még sötétben is működnek.

Kulcsfontosságú, hogy kicsi robotok lépcsőn közlekedjenek, és többféle környezetet tudjanak eredményesen kezelni, mert csak így lesznek hasznosak otthonainkban, keresési és mentési munkálatoknál – vélik a kutatók. A rendszerrel működtetett gépek sok mindennapos feladatot elvégeznek.

A csapat pici robottal tesztelte a rendszert. Szokatlan lépcsőkkel, közparkok domboldalaival, köveken, csúszós felületeken kellett boldogulnia. Lépcsőről lépcsőre úgy kellett ugrálnia, mintha akadályok lettek volna. Gépi látása és fedélzeti számítógépe komoly segítséget jelentettek.

Négyezer klónjával tesztelték egy szimulátorban, ott gyakorolta a járást, mászást, akadályok vételét. A szimulátor sebessége lehetővé tette, hogy egy nap alatt hat év tapasztalatra tegyen szert. A gép a tanulás közben elsajátított motorikus adottságaival kapcsolatos infóit is tárolta egy ideghálóban, amelyet a kutatók a fizikai robotba másoltak.

A fejlesztés abban is különbözik a hagyományos robotépítéstől, hogy a gép mozgásához semmiféle manuális mérnöki munkára nem volt szükség. A kutatók a magasszintű vezérlés esetében jól működő, kamerákkal történő környezet-feltérképezés, majd a térkép alapján való tervezés, tájékozódás gyakorlatával szintén szakítottak.

Amit a robot lát, meg is határozza, hogyan mozogjon, a vizuális input közvetlenül a vezérlőrendszerbe megy. A kutatók a lábmozdulatokat sem specifikálták. A megközelítés előnye, hogy mindig gyorsan reagál a terepre, és jól mozog rajta. Azért olcsó, mert nem kell térképet készítenie, terveznie – a teszten használt gép ára az alternatívák huszonötöde.

Az algoritmus lehetővé teszi a mostaninál sokkal szélesebb körben hozzáférhető olcsó robotok fejlesztését. A vizuális infókat és a test felőli visszacsatolásokat inputként használja, belőlük lesz a motorjait irányító output. Ennek a technikának köszönhetően robusztus, és ha például elcsúszik a lépcsőn, fel is áll. Ismeretlen környezetbe is mehet, amihez gyorsan alkalmazkodik.

A közvetlen látás-vezérlés gyakorlatot az élővilág, például az ember ihlette. Korábbi kutatásból kiderült, hogy kamera nélküli – „vak” – robotok ugyan képesek megbirkózni nehéz terepekkel, gépi látást hozzájuk adva, viszont rengeteget javul a teljesítményük. A lépcsőjárás módjával a fejlesztők szintén a magas akadályokat abszolváló embert másolták.