前言
如果現(xiàn)在問你，你是否記得自己是如何學會走路的，相信很多人會一臉茫然，然后搖著頭說沒有印象。但如果你有一天心血來潮地去問你的父母：我是如何學會走路的，或許你的父母會滔滔不絕地跟你講許多關(guān)于你如何學會走路，如何學會接觸這個世界的點點滴滴，而這種心態(tài)一定和Dyret機器人的開發(fā)者們有很多相似之處。
新型進化機器人
上面這個在蹣跚學步的機器人叫Dyret，是由挪威奧斯陸大學工程師開發(fā)的一款需要像人類小孩一樣，去適應(yīng)環(huán)境，自己學會如何在不同的路面上走路的“進化機器人”，而不是像傳統(tǒng)機器人那樣通過大量明確編碼的指令。研究人員把Dyret叫做體驗性動態(tài)測試機器人，它的相關(guān)研究實驗被稱為“Dyret的自修改形態(tài)學實驗”。
所謂“體驗性動態(tài)測試”指的是Dyret機器人需要通過體驗錯誤、判斷錯誤來進化自己的行走。而“自修改形態(tài)”指的是，以前的動態(tài)機器人形態(tài)學研究集中于仿真方向，結(jié)合簡單的模塊，或在運動模式之間切換。而Dyret機器人采用了一種替代方法：在四足硬件機器人上自動重構(gòu)形態(tài)，由此來適應(yīng)復(fù)雜和動態(tài)的環(huán)境。
進化機器人是基于新達爾文主義原理的一個新技術(shù)領(lǐng)域，它利用進化計算來產(chǎn)生能通過類似自然進化的過程從而適應(yīng)環(huán)境的進化機器人。雖然這一領(lǐng)域的潛在應(yīng)用不言而喻的廣泛，但它并沒有更快地發(fā)展。而奧斯陸大學是少數(shù)在這一領(lǐng)域蓬勃發(fā)展的地方。
邁出第一步
為了使Dyret能夠邁出第一步，研究人員在初始階段為機器人生成了八種隨機方式（解決方案）。當然這些解決方案都是最初始的存在，只是給Dyret機器人帶來了本能，而如何去運用這些本能則需要機器人自己去做決定，包括機器人需要結(jié)合其中的幾個，然后得到新的解決方案。這就好比人類在自然界中的變異。
行動中的Dyret
現(xiàn)在的DyRET已歷經(jīng)數(shù)個設(shè)計版本，最新一版技術(shù)最為成熟，能精確分辨出什么時候該邁哪條腿，并調(diào)整步伐長度，在寒冰、巖石等地形表面上自如行走。
當然，DyRET并不能輕松應(yīng)對所有地形環(huán)境。當研究人員將它放置在新的地表上時，它會四處移動，四條連在一起向內(nèi)彎曲的腿朝著兩個方向伸展邁步。有趣的是，DyRET會嘗試各種步態(tài)，很多時候會決策失誤，跌倒在地。好在其感應(yīng)器能夠分析它的行動軌跡，計算出哪種步態(tài)最能保持穩(wěn)定性，DyRET也能記住最成功的運動方式。當然，對于研究而言，摔倒是不可或缺的一步。
Dyret可以通過改變體重和采取不同的其他步驟來適應(yīng)新地形。
一旦熟練掌握了在某種地形上如何行走，DyRET還能做到大多數(shù)學步兒童都無法做到的事：在電量較低的時候停止跑步。畢竟，邁動長腿需要耗費大量的電力。雖然快速大步行走是DyRET最理想的狀態(tài)，但是如果電池將要耗盡，它也會縮短步伐，防止因甩動四肢而過度耗電。不過，在這種情況下，DyRET也會嘗試在縮短步伐的基礎(chǔ)上加快四條腿的擺動頻率。DyRET采用的是特殊的算法和肢體，能自動縮短和延長機械臂以調(diào)整機自身重心。這也就是所謂的機器人進化技術(shù)，它可以讓機器自己掌握新穎的地形，而不需要人類手動去調(diào)試。
隨著DyRET跌跌撞撞邁出一步又一步，研究人員表示也越來越有能力打造出全地形機器人。
面臨的問題和挑戰(zhàn)
DyRET的研發(fā)團隊也表明，目前這項研究仍處于起步階段，一些問題也已經(jīng)相繼浮出，包括如何讓機器人找到真正正確的進化的道路，而不是往錯誤的方向越走越遠。有時候他們團隊也會發(fā)現(xiàn)機器人采用單腳跳的方式或者一條腿拖三條腿的前進方式，因此，讓機器人自行找到適合它穩(wěn)定行走的方式是需要解決的問題。
有人認為，當這一項技術(shù)真正普及之后，我們的代步工具可能就會多出一種的選擇，或許有一天，當我們出行的時候，不再需要把一部分的注意力放在我們所行走的路面之上，不需要再去考慮，某條路我們是否能夠走過去，甚至可以將它利用在野外探險中，使地形不再是阻止我們好奇心的攔路虎。
同時，如果該機器人能夠越快地習得如何應(yīng)對周圍各種環(huán)境，我們?nèi)祟惐隳茉皆绲貙崿F(xiàn)讓機器人的無監(jiān)督學習。而專家表示，機器人監(jiān)控和適應(yīng)地形、空間的能力也意味著進化機器人的一個新趨勢。
最后，想看Dyret機器人的雪中漫步，可戳視頻~
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