西湖机器人科技(杭州)有限公司暑期企业科研实习报告
2022-09-18
周祎博同学于2022年7月前往了西湖机器人科技(杭州)有限公司进行实习学习。
西湖机器人科技(杭州)有限公司,是西湖大学工学院王东林实验室的优质成果产业转化落地项目。公司致力于“产学联合”,依靠西湖大学的优质科研环境,将科研成果转化为产品,着力于机器人行为智能,打造机器人未来科技。公司专注于研发下一代新型高度智能化足式机器人,包括四足机器人和双足机器人。通过现实虚拟化和基于深度强化学习的智能行为决策,赋予机器人自主学习和自我成长能力,让机器人未来科技照亮现实。并通过融合人机交互智能,让足式机器人走进千家万户。
在此次暑期实践中,周祎博加入了导盲四足机器人项目组。该项目是杭州2022年第19届亚运会的智能应用项目,由杭州市科技局联合亚组委共同征集,重点围绕智能安防、智能场馆、智能观赛等重点领域,旨在为高质量举办智能体育盛会提供支撑。
四足机器人拥有卓越的全地形运动能力,目前已有许多基于四足机器人的研究。但是之前的研究多将机器人视作主体,而将人视作拖引物,这大大地忽视了人的舒适。清华大学将被牵引人的舒适作为首要的考虑因素,提出了一种基于MPC的控制系统,但其机器人动力学模型及状态估计器过于简化,使得系统表现僵硬,无法抗噪声,且被引导人只能固定地低速行走,机器人无法实时适配人的速度。
针对上述问题,项目组提出了一种基于深度强化学习方法SAC(Soft Actor-Critic)的控制系统。该系统通过真实环境采样所获取得数据集,训练出了基于循环神经网络LSTM(Long Short-Term Memory)的机器人动力学模型及状态估计器,作为训练阶段的状态更新器,大幅度地提升了系统表现。机器人能够适配人的速度,给予人适当方向的力,让机器人牵引盲人到达指定目标点。
本次暑期实习,与明月班课程培养方案紧密贴合,在课程项目的基础上进行了拓展,深化了课程成果。
在实践过程中,涉及到的知识包括但不限于C++程序设计、Python程序设计、数据结构与算法、Ubuntu&ROS、深度学习、强化学习、嵌入式开发、机械原理、控制原理等知识。其内容在大一、大二的软件设计、定量工程设计方法、数理综合、线性代数、工程设计、概率论、机器人基础等课程中,均有所涉及。
同时,明月班的项目式教学,也为此次实习提供了经验基础。周祎博在定量工程设计、机器人基础等课程中,参与制作过的激光雷达小车、迷宫寻迹机器人,与此次实习的导盲四足机器人项目一脉相承。