Robot hình người, có cấu trúc cơ thể giống con người, có thể giải quyết nhanh chóng và hiệu quả nhiều nhiệm vụ khác nhau trong bối cảnh thế giới thực. Những robot này và thuật toán điều khiển cơ bản của chúng đã được cải thiện đáng kể trong những năm gần đây. Nhiều robot trong số chúng hiện có thể di chuyển nhanh hơn, mô phỏng nhiều chuyển động giống con người.
Tín dụng: Xialin He et al
Vì những robot này được thiết kế để đi bộ hoặc chạy tương tự như con người, do đó giữ thăng bằng trên hai chân, đôi khi chúng có thể va chạm với các vật thể hoặc vấp ngã trên địa hình không bằng phẳng, ngã xuống đất. Tuy nhiên, trái ngược với con người, những người có thể dễ dàng tự đứng dậy khi ngã, robot hình người đôi khi có thể bị kẹt trên mặt đất, đòi hỏi sự hỗ trợ của các tác nhân con người để đứng dậy.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois Urbana-Champaign gần đây đã phát triển một khuôn khổ học máy mới có thể cho phép robot hình người tự động đứng dậy và phục hồi sau khi rơi xuống đất. Khuôn khổ này, được trình bày trong một bài báo trên máy chủ bản thảo arXiv, có thể giúp những robot này tự chủ hơn, có khả năng đóng góp vào việc triển khai quy mô lớn trong tương lai.
"Việc thiết kế bộ điều khiển bằng tay để đứng dậy rất khó khăn vì những cấu hình khác nhau mà một robot hình người có thể gặp phải sau khi ngã và những địa hình đầy thách thức mà robot hình người phải hoạt động", Xialin He, Runpei Dong và các đồng nghiệp của họ đã viết trong bài báo của họ. "Bài báo này phát triển một khuôn khổ học tập để tạo ra các bộ điều khiển cho phép robot hình người đứng dậy từ các cấu hình khác nhau trên các địa hình khác nhau".
Kết quả thực tế. Chúng tôi đánh giá HumanUP (của chúng tôi) trong một số thiết lập thực tế trải dài trên nhiều đặc tính bề mặt khác nhau, bao gồm cả bề mặt nhân tạo và tự nhiên, và bao phủ một phạm vi rộng về độ nhám (bê tông gồ ghề đến tuyết trơn trượt), độ gồ ghề (bê tông phẳng đến gạch), độ đàn hồi của mặt đất (bê tông hoàn toàn cứng đến cỏ bùn lầy) và độ dốc (bằng phẳng đến khoảng 10 ∘). Chúng tôi so sánh HumanUP với bộ điều khiển đứng dậy tích hợp của G1 và HumanUP của chúng tôi không có tính năng ngẫu nhiên hóa tư thế (PR). HumanUP thành công nhất quán hơn (78,3% so với 41,7%) và có thể giải quyết các địa hình mà bộ điều khiển của G1 không thể. Tín dụng: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2502.12152
Khung mới do nhóm nghiên cứu này phát triển, được gọi là HUMANUP, dựa trên phương pháp học tăng cường (RL). Phương pháp này được thiết kế để cải thiện khả năng đứng dậy của robot hình người, bất kể vị trí của chúng khi ngã.
"Không giống như các ứng dụng thành công trước đây của việc học chuyển động của người máy, nhiệm vụ đứng dậy liên quan đến các mẫu tiếp xúc phức tạp, đòi hỏi phải mô hình hóa chính xác hình học va chạm và phần thưởng thưa thớt hơn", He, Dong và các đồng nghiệp của họ viết. "Chúng tôi giải quyết những thách thức này thông qua phương pháp tiếp cận hai giai đoạn theo một chương trình giảng dạy".
Khung HUMANUP RL trải dài qua hai giai đoạn khác nhau. Trong giai đoạn đầu tiên, khung tập trung vào việc xác định quỹ đạo chân tay tốt cho phép robot đứng dậy, điều này đặt ra những hạn chế tối thiểu về mức độ mượt mà của chuyển động của robot hoặc tốc độ thực hiện các chuyển động này.
Kết quả trực quan hóa việc đứng dậy từ tư thế nằm sấp của Tao et al. [65]. Chuyển động được tạo ra theo phương pháp [65] rất không ổn định và không an toàn, và nó liên tục rung lắc và nhảy trong giai đoạn đứng dậy. Tín dụng: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2502.12152
Mặt khác, trong giai đoạn thứ hai, khuôn khổ tinh chỉnh các chuyển động được phát hiện như một phần của giai đoạn trước đó, cuối cùng biến chúng thành các chuyển động mượt mà và chậm rãi mà robot có thể thực hiện. Đáng chú ý, các chuyển động tinh chỉnh này cũng phải có hiệu quả bất kể vị trí của robot và địa hình mà nó rơi xuống.
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm khuôn khổ của họ trong cả mô phỏng và môi trường thực tế, triển khai nó trên robot hình người Unitree G1, một hệ thống robot tiên tiến do công ty Unitree Robotics của Trung Quốc tạo ra. Những phát hiện của họ rất hứa hẹn, vì họ thấy rằng cách tiếp cận của họ cho phép robot tự phục hồi sau khi rơi, bất kể vị trí của nó và địa hình bên dưới nó.
"Chúng tôi thấy những cải tiến này cho phép một robot hình người G1 ngoài đời thực đứng dậy từ hai tình huống chính mà chúng tôi đã xem xét: a) nằm ngửa và b) nằm úp mặt, cả hai đều được thử nghiệm trên bề mặt phẳng, dễ biến dạng, trơn trượt và dốc (ví dụ, cỏ ướt và bãi tuyết)", He, Dong và các đồng nghiệp của họ viết. "Theo hiểu biết của chúng tôi, đây là lần đầu tiên thành công trong việc trình diễn các chính sách đứng dậy đã học được dành cho robot hình người có kích thước bằng người trong thế giới thực".
Khung mới đầy hứa hẹn do He, Dong và các đồng nghiệp của họ phát triển có thể sớm được cải thiện hơn nữa và triển khai trên các robot hình người khác, trang bị cho chúng khả năng tự động đứng dậy sau khi ngã. Điều này có thể giúp các robot tiến bộ hơn nữa, tạo điều kiện cho việc áp dụng rộng rãi trong tương lai.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
