客观日本

可模仿人类和猴子的机器人

2013年02月08日 科学家访谈

在扩大机器人的实际应用领域方面,通过改进脑机接口使机器人理解人类意图十分重要。目前,脑机接口领域的主要趋势是将人脑中的信息传递给机器人的电脑,日本国际电气通信基础技术研究所所属计算神经学实验室(ATR Computational Neuroscience Laboratories)所长川人光男博士带领的研究团队开发出可通过模仿人类自主学习的机器人。该机器人名为CBi,造型具有人类特点,高155厘米,重85公斤。川人博士等人曾进行大量研究,重点解决电脑复制人类活动的问题。积累大量研究经验后,他们成功开发出一套先进的电脑系统,只要人类不断重复同一个动作,系统便会自动为该动作编程,然后复制。只要有人引导CBi的手臂或双腿作出动作,CBi的电脑系统便会自动学习该动作。机器人正是通过这种方式模仿人类动作。

目前,控制机器人需要专业知识,普通人很难控制机器人的运动。在川人博士等人开发的高级系统帮助下,普通用户也能轻松控制机器人,有助于加速机器人的普及应用。

CBi已经学会很多复杂动作。例如,用手中的球拍击打人们抛出的小球,以及用手掌推动小球滚动。在2009年1月CBi公开演示活动上,它准确击中人们抛出的小球,令观众惊叹不已。

灵活的关节是CBi的另一个特点。目前,多数机器人的关节使用齿轮机构,但CBi的主要关节则使用液压缸结构。该结构使CBi的关节运动更为平顺,与传统机器人的动作相比,CBi的动作更接近人类。CBi还融入更高水准的姿态控制技术,配备三轴陀螺仪和加速传感器,即使在有人推动或摇晃的情况下,CBi也不容易跌倒。

CBi还采用最先进的脑机接口技术,其电脑系统可理解人脑活动。在2009年1月CBi公开演示活动上,CBi充分展示了其模仿猴子的能力。

日本国际电气通信基础技术研究所与美国杜克大学(Duke University)联合进行的试验中,杜克大学的Miguel A. L. Nicolelis教授及其同事让猴子在步行机上行走,然后通过互联网将猴脑活动数据实时传送至川人博士等人的实验室,输入CBi。CBi借助数据成功理解猴子的运动,并用类似的方式行走。据Nicolelis教授介绍,在猴子面前播放CBi运动的画面时,猴子似乎在调整自己的步伐,配合CBi的节奏。此次试验的成果被视为交互式脑机接口的成功实例。(前田启一)

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