軟體機(jī)器人的柔順性高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，在醫(yī)療輔助、人機(jī)交互等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。然而，其連續(xù)形變的特性也使其難以在復(fù)雜、多變環(huán)境中穩(wěn)定工作。記者14日從東南大學(xué)獲悉，該校聯(lián)合新加坡國立大學(xué)、美國麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)，模擬大腦神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和神經(jīng)突觸的可塑性，提出了一種面向軟體機(jī)器人的通用學(xué)習(xí)與控制框架，并實(shí)現(xiàn)了較高的控制精度。相關(guān)成果近日刊發(fā)于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》。

“人腦神經(jīng)元之間靠突觸進(jìn)行連接和傳遞信息，這啟發(fā)我們模擬大腦神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和突觸的可塑性，來控制軟體機(jī)器人。”論文的第一作者兼共同通訊作者、東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授唐志強(qiáng)介紹，團(tuán)隊(duì)提出了一種通用學(xué)習(xí)與控制框架，這種框架由兩類功能模塊組成。

唐志強(qiáng)解釋，第一類模塊，是用攝像頭捕捉不同軟體機(jī)器人在完成不同任務(wù)時的共性特征，從而學(xué)習(xí)機(jī)器人位移、輪廓、應(yīng)變等變化的共性控制規(guī)律；第二類模塊，是基于元學(xué)習(xí)的梯度算法，通過機(jī)器人在執(zhí)行不同任務(wù)的信息，自主調(diào)節(jié)機(jī)械臂的控制指令。

團(tuán)隊(duì)隨后將這種框架在三種不同類型的軟體機(jī)械臂平臺上，進(jìn)行軌跡跟蹤、物體操作以及形態(tài)控制等技術(shù)驗(yàn)證。

“實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該控制框架能夠在負(fù)載連續(xù)變化、環(huán)境擾動以及執(zhí)行器部分失效等復(fù)雜條件下保持較高控制精度和穩(wěn)定性?！碧浦緩?qiáng)表示，應(yīng)用這種框架，機(jī)械臂控制的絕對精度較高，其中位置控制誤差在5毫米內(nèi)，形變控制精度在92%以上。相對于目前主流的基于高斯過程的控制方法，位置控制誤差可減少44%至55%，相較于基于圖像的逆向運(yùn)動學(xué)方法，形變控制誤差可減少33%至68%。（記者金鳳）