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腿部机车操作的视觉全身控制
摘要 - 我们研究了配备有手臂的腿部机器人的移动操作问题，即腿部手机。机器人腿通常用于活动性，但通过进行全身控制提供了一个机会来扩大操纵功能。也就是说，机器人可以同时控制腿部和手臂以扩展其工作区。我们提出了一个可以通过视觉观测来自主进行全身控制的框架。我们的方法，即视觉全身控制（VBC），是由低级政策组成的，使用各个自由度来跟踪人体速度以及最终效应器位置以及基于视觉输入的速度和最终效应器位置的高级政策。我们在模拟中训练两个级别的策略，并执行SIM2REAL转移以进行实际机器人部署。我们进行了广泛的实验，并在以不同的配置（高度，位置，方向）和环境中拾取不同对象时表现出明显的优势。
学习无碰撞的高速腿部运动
图1。我们提出的框架ABS展示了敏捷和无碰撞的运动能力，其中具有全部计算和感应的机器人可以安全地浏览混乱的环境，并迅速对室内和室外的多样化和动态障碍做出迅速反应。ABS涉及双政策设置：底部的绿线表示敏捷政策的控制，红线表示运行中的恢复策略。敏捷政策使机器人能够在障碍物中快速运行，而恢复政策可以使机器人摆脱敏捷政策可能失败的风险案例。子图：（a）机器人躲避了摇摆的人腿。（b）敏捷政策使机器人能够以3的峰值运行。1 m/s。（c）在高速运动期间，机器人躲避了移动的婴儿车。（d）机器人在白雪皑皑的地形中躲过一个动人的人。（e）机器人安全地在大厅内坐着静态和动态障碍物，平均速度为2。1 m/s，峰速度为2。9 m/s。（f）机器人避免在昏暗的走廊中的障碍和移动人类，平均速度为1。5 m/s，峰值速度为2。5 m/s。 （g）机器人，平均速度为2。 3 m/s，峰值速度为3。 0 m/s，避免移动和静态垃圾箱，并爬上草坡。 视频：请参阅网站。5 m/s。（g）机器人，平均速度为2。3 m/s，峰值速度为3。0 m/s，避免移动和静态垃圾箱，并爬上草坡。视频：请参阅网站。
学习无碰撞的高速腿部运动
图1。我们提出的框架ABS展示了敏捷和无碰撞的运动能力，其中具有全部计算和感应的机器人可以安全地浏览混乱的环境，并迅速对室内和室外的多样化和动态障碍做出迅速反应。ABS涉及双政策设置：底部的绿线表示敏捷政策的控制，红线表示运行中的恢复策略。敏捷政策使机器人能够在障碍物中快速运行，而恢复政策可以使机器人摆脱敏捷政策可能失败的风险案例。子图：（a）机器人躲避了摇摆的人腿。（b）敏捷政策使机器人能够以3的峰值运行。1 m/s。（c）在高速运动期间，机器人躲避了移动的婴儿车。（d）机器人在白雪皑皑的地形中躲过一个动人的人。（e）机器人安全地在大厅内坐着静态和动态障碍物，平均速度为2。1 m/s，峰速度为2。9 m/s。（f）机器人避免在昏暗的走廊中的障碍和移动人类，平均速度为1。5 m/s，峰值速度为2。5 m/s。 （g）机器人，平均速度为2。 3 m/s，峰值速度为3。 0 m/s，避免移动和静态垃圾箱，并爬上草坡。 视频：请参阅网站。5 m/s。（g）机器人，平均速度为2。3 m/s，峰值速度为3。0 m/s，避免移动和静态垃圾箱，并爬上草坡。视频：请参阅网站。
使用可区分的模拟学习四倍的运动
摘要 - 腿部机器人控制的最新进展是由无模型的强化学习驱动的，但我们探索了可区分模拟的潜力。不同的模拟有望更快地收敛和更稳定的训练，但是到目前为止，其用于腿部机器人控制的使用仍然限于模拟。可区分仿真的主要挑战在于由于接触良好的环境中的不连续性（例如四倍的运动）而导致机器人任务的复杂优化土地。这项工作提出了一个新的，可区分的模拟框架来克服这些挑战。关键思想涉及将复杂的全身仿真解耦，该模拟可能由于接触而表现出不连续性，分为两个单独的连续域。随后，我们将简化模型产生的机器人状态与更精确，不可差的模拟器对齐，以保持足够的模拟精度。我们的框架可以使用单个模拟机器人在几分钟内学习四足动物，而无需任何并行化。随着GPU并行化的增强，我们的方法允许四倍的机器人在挑战地形上掌握各种各样的机车技巧，包括小跑，步伐，绑定和gallop。此外，我们的政策在现实世界零击中实现了强大的运动性能。据我们所知，这项工作代表了使用可区分模拟控制真正四倍的机器人的首次演示。这项工作提供了一些重要的见解，以便在现实世界中使用可区分的模拟进行腿部运动。
机车驾驶室人为因素指南
过去，机车驾驶室设计的发展并未考虑到人为因素（Gamst，1975 年）。驾驶室内的乘务员舒适度落后于客舱和其他工作环境。噪音、通风和座位是影响乘务员舒适度、安全性和生产力的三个问题领域。尽管人为因素是当前一代机车设计中的重要考虑因素，但机车的长使用寿命意味着这些问题将持续一段时间。1994 年服役的机车中约有 19% 是在 1970 年之前制造的（AAR，1994 年）。因此，相当一部分驾驶室的噪音水平超过了联邦对这种工作环境的规定，大到足以永久损害听力（Gamst，1975 年）。铁路部门已通过提供听力保护设备来应对这一问题。驾驶室内通风不良会导致驾驶室内出现热点和冷点，寒冷天气下供暖不足，炎热天气下制冷不足，以及有毒气体排放到驾驶室内 (Gamst, 1975)。这些情况会导致健康问题和机组人员疲劳。
