By 超神经
内容描述：俄勒冈州立大学的 Cassie 在 53 分钟里完成了一段五公里慢跑，刷新了双足机器人的运动记录。
关键词：双足机器人 强化学习
近日，来自美国俄勒冈州立大学的知名机器人研究团队 Agility Robotics 打造的双足机器人 Cassie ，耗时 53 分钟完成了一段 5 公里慢跑，引发了大家的关注。
配速接近人类，5公里不用充电
研究团队 Agility Robotics 发布了一段视频，视频记录了这段五公里跑的过程和花絮。
慢跑全程在无视觉输入的情况下，由机器人自主完成
视频里的 Cassie 形似鸵鸟，有着灵巧的关节运动和稳健的步伐。
Agility robotics 的创始人，同时也是俄勒冈州立大学的教授 Jonathan Hurst 表示： Cassie 在完成这五公里的慢跑中没有充电，只有两次停机调整，一次是因为过热，还有一次因为弯道过速，这两次调整花了 6 分半钟的时间。
也就是说，除去 6 分半钟的停机调整， Cassie 花了大约 46:30 的时间完成了五公里慢跑，每公里配速达到了 9m18s/km。
团队跟随 Cassie 记录跑步过程
据团队介绍，Cassie 是第一个「在户外场地使用机器学习控制跑步步态」的双足机器人。
基于最近的研究，团队完成了《Blind Bipedal Stair Traversal via Sim-to-Real Reinforcement Learning》（无视觉双足机器人通过模拟到现实的强化学习，完成楼梯爬行）论文，还入选了今年的 Robotics: Science and Systems（RSS）大会。
论文地址：https://arxiv.org/pdf/2105.08328.pdf
通过强化学习，训练双足机器人模拟及适应不同高度的地面变化，而且只需要稍加改变现有的平地强化学习框架，就可以在楼梯、不平的地面等场景中稳健地行走。
值得一提的是，无论是慢跑还是楼梯场景， Cassie 都是在无视觉输入的情境下，完全靠下肢的动能传导进行运动计算。
双足机器人，更像人
大家熟悉的四足机器人网红波士顿动力机器狗，在过去的几年中，已经用跑跳、上下楼梯甚至跳绳和跳舞的表现，成功找到了使用场景。
但相比于常被设计成动物形象的四足机器人，双足机器人在外型上则更像人，功能上也更接近于人。
双足机器人在受到撞击时，
比四足机器人更难保持平衡和稳定
人类的行走是通过大脑发出指令，驱动各个关节完成动作。而双足机器人，需要模拟人类的胯部和脚掌，从而来支持机器人的行走与稳定。只有充分理解机器人动力学特性，才能驱动机器人完成高效复杂的运动。
Cassie 系列机器人在动力学部分参考了鸟类步态，尤其是鸵鸟。Cassie 的髋部设计了多个自由角度，但膝盖只能单向弯曲，脚踝被设计得柔韧有力，整体非常轻盈，能以比较自然的方式去减缓震动，类似人类走路。
俄勒冈大学的 The Dynamic Robotics Laboratory（动态机器人实验室）的 Agility Robotics 团队在机器人界久负盛名。他们从 2017 年开始研发 Cassie 系列双足机器人，历经多个版本，到目前已经有了不少成果，在近期还收到了 DARPA 的 100 万美金的研究资金。
团队表示，这次五公里无充电慢跑的成功给了他们很大的信心，未来将继续对 Cassie 的技术改造和加强，以进入到物流配送等应用场景中。
来源：
- 俄勒冈州立大学官网 《Bipedal robot developed at Oregon State makes history by learning to run, completing 5K》
- YouTube 视频 《OSU Bipedal Robot First to Run 5K》
- 论文参考 https://arxiv.org/pdf/2105.08328.pdf
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