ロボットが自身の動きを観察しながら動作を学習(Robots Learn How to Move by Watching Themselves)

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2025-02-25 コロンビア大学

コロンビア大学の研究チームは、ロボットが自らの動きをカメラで観察することで、自身の構造や動作を学習し、損傷を克服できる新たな手法を開発しました。この研究は、ロボットが自己の3Dモデルを自律的に構築し、環境や自身の変化に適応する能力を高めることを目指しています。従来、ロボットの動作学習にはシミュレーションが用いられてきましたが、高精度なシミュレーターの作成には専門的な技術が必要でした。今回の手法では、ロボットが2Dカメラで自身の動きを観察し、3つのディープニューラルネットワークを活用して3Dモーションを推定することで、自己認識と適応能力を向上させています。この技術により、家庭用ロボットが損傷を自己修復し、継続的に作業を行うことが可能となり、信頼性の向上が期待されています。

<関連情報>

ロボットに自分自身のシミュレーションを教える Teaching robots to build simulations of themselves

Yuhang Hu,Jiong Lin & Hod Lipson
Nature Machine Intelligence  Published:25 February 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s42256-025-01006-w

ロボットが自身の動きを観察しながら動作を学習(Robots Learn How to Move by Watching Themselves)

Abstract

The emergence of vision catalysed a pivotal evolutionary advancement, enabling organisms not only to perceive but also to interact intelligently with their environment. This transformation is mirrored by the evolution of robotic systems, where the ability to leverage vision to simulate and predict their own dynamics marks a leap towards autonomy and self-awareness. Humans utilize vision to record experiences and internally simulate potential actions. For example, we can imagine that, if we stand up and raise our arms, the body will form a ‘T’ shape without physical movement. Similarly, simulation allows robots to plan and predict the outcomes of potential actions without execution. Here we introduce a self-supervised learning framework to enable robots to model and predict their morphology, kinematics and motor control using only brief raw video data, eliminating the need for extensive real-world data collection and kinematic priors. By observing their own movements, akin to humans watching their reflection in a mirror, robots learn an ability to simulate themselves and predict their spatial motion for various tasks. Our results demonstrate that this self-learned simulation not only enables accurate motion planning but also allows the robot to detect abnormalities and recover from damage.

0109ロボット
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