1770262243
2026-02-05 02:49:00
• Недавно разработанная система управления искусственным интеллектом, использующая нейронное обучение, позволяет мягким роботизированным рукам один раз выучить широкий набор движений и мгновенно адаптироваться к изменяющимся условиям без переобучения. • Вдохновленная тем, как обучается человеческий мозг, эта система является одной из первых, кто достиг трех аспектов, необходимых для развертывания мягких роботов в реальных условиях: возможности обучения, которые можно обобщить для разных задач, способность поддерживать производительность при различных возмущениях и показатель, обеспечивающий стабильность во время адаптации • Это нововведение, проверенное на нескольких платформах, открывает новые возможности путь к реальным приложениям в различных отраслях, включая здравоохранение, производство, вспомогательную робототехнику и многое другое.
Сингапур, 5 февраля 2026 г. – Междисциплинарная исследовательская группа Mens, Manus & Machina (M3S) Сингапурско-MIT Alliance for Research and Technology (SMART) и Национальный университет Сингапура (NUS) вместе с сотрудниками Массачусетского технологического института (MIT) и Наньянского технологического университета (NTU Сингапур) разработали систему управления искусственным интеллектом, которая позволяет мягким роботизированным рукам один раз изучить широкий репертуар движений и задач, а затем приспособиться к новым сценарии «на лету» без необходимости переобучения или ущерба функциональности. Этот прорыв приближает мягкую робототехнику к человеческой способности адаптироваться к реальным приложениям, таким как вспомогательная робототехника, реабилитационные роботы, носимые или медицинские мягкие роботы, делая их более интеллектуальными, универсальными и безопасными.
В отличие от обычных роботов, которые передвигаются с помощью жестких двигателей и суставов, мягкие роботы сделаны из гибких материалов, таких как мягкая резина, и перемещаются с помощью специальных приводов — компонентов, которые действуют как искусственные мышцы и производят физическое движение. Хотя их гибкость делает их идеальными для деликатных или адаптивных задач, управление мягкими роботами всегда было сложной задачей, поскольку их форма меняется непредсказуемым образом. Реальная среда часто сложна и полна неожиданных возмущений, и даже небольшие изменения условий — например, изменение веса, порыв ветра или незначительная неисправность оборудования — могут нарушить их движения.
Несмотря на значительный прогресс в области мягкой робототехники, существующие подходы часто могут обеспечить только одну или две из трех возможностей, необходимых мягким роботам для разумной работы в реальных условиях: использование того, чему они научились при выполнении одной задачи, для выполнения другой задачи, быстрая адаптация при изменении ситуации и гарантия того, что робот останется стабильным и безопасным, адаптируя свои движения. Отсутствие адаптивности и надежности до сих пор было основным препятствием для использования мягких роботов в реальных приложениях.
В исследовании под названием «Общий мягкий роботизированный контроллер, созданный на основе нейрональных структурных и пластических синапсов, который адаптируется к различным рукам, задачам и возмущениям», недавно опубликованном в журнале Science Advances, исследователи описывают, как они разработали новую систему управления искусственным интеллектом, которая позволяет мягким роботам адаптироваться к различным задачам и возмущениям. Исследование черпает вдохновение из того, как человеческий мозг обучается и адаптируется, и основано на обширных исследованиях в области управления роботами на основе обучения, воплощенного интеллекта, мягкой робототехники и метаобучения.
Система использует два взаимодополняющих набора «синапсов» — соединений, которые регулируют движение робота, — работающих в тандеме. Первый набор, известный как «структурные синапсы», тренируется в автономном режиме на различных базовых движениях, таких как плавное сгибание или разгибание мягкой руки. Они формируют встроенные навыки робота и обеспечивают прочную и стабильную основу. Второй набор, называемый «пластическими синапсами», постоянно обновляется онлайн по мере работы робота, настраивая поведение руки так, чтобы оно реагировало на то, что происходит в данный момент. Встроенная мера стабильности действует как гарантия: даже когда робот приспосабливается во время онлайн-адаптации, его поведение остается плавным и контролируемым.
«Эта новая система управления искусственным интеллектом является одним из первых универсальных контроллеров мягких роботов, которые могут реализовать все три ключевых аспекта, необходимых для использования мягких роботов в обществе и различных отраслях. Она может применять то, чему научилась в автономном режиме, для решения различных задач, мгновенно адаптироваться к новым условиям и оставаться стабильной во всем — и все это в рамках одной системы управления», — сказал доцент Чжицян Тан, который был научным сотрудником M3S и NUS, когда он проводил исследование, и является первым и соавтором статьи. и в настоящее время является доцентом Юго-Восточного университета (SEU, Китай).
«Мягкие роботы обладают огромным потенциалом для решения задач, которые обычные машины просто не могут выполнить, но для настоящего внедрения необходимы системы управления, которые одновременно обладают высокой производительностью и надежной безопасностью. Объединив структурное обучение с адаптивностью в реальном времени, мы создали систему, которая может справляться со сложными мягкими материалами в непредсказуемых средах. Это шаг ближе к будущему, где универсальные мягкие роботы смогут работать безопасно и разумно вместе с людьми — в клиниках, на заводах или в повседневной жизни», — сказала профессор Даниэла Рус, соруководитель. Исследователь M3S, директор Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта (CSAIL) Массачусетского технологического института и соавтор статьи.
Система поддерживает несколько типов задач, позволяя мягким роботизированным рукам выполнять отслеживание траектории, размещение объектов и регулировку формы всего тела в рамках одного унифицированного подхода. Этот метод также распространяется на различные платформы мягких рук, демонстрируя кросс-платформенную применимость.
Система была протестирована и проверена на двух физических платформах — мягком манипуляторе с тросовым приводом и мягком манипуляторе, приводимом в действие сплавом с памятью формы — и дала впечатляющие результаты. Он позволил снизить ошибку отслеживания на 44–55 % при сильных возмущениях, повысить точность формы более чем на 92 % при изменении полезной нагрузки, нарушениях воздушного потока и отказах приводов, а также обеспечить стабильную работу даже при выходе из строя до половины приводов.
«Эта работа переопределяет возможности мягкой робототехники. Мы сместили парадигму от настройки и возможностей для конкретных задач к действительно обобщаемой структуре с интеллектом, подобным человеческому. Это прорыв, который открывает дверь к масштабируемым, интеллектуальным мягким машинам, способным работать в реальных условиях», — сказала профессор Сесилия Ласки, главный исследователь M3S, профессор кафедры машиностроения в Колледже дизайна и инженерии и директор Центр перспективной робототехники НУС и соавтор статьи.
Этот прорыв открывает двери для более надежных мягких роботизированных систем для развития производства, логистики, инспекции и медицинской робототехники без необходимости постоянного перепрограммирования, что сокращает время простоев и затраты. В здравоохранении вспомогательные и реабилитационные устройства могут автоматически адаптировать свои движения к изменяющейся силе или позе пациента, а носимые или медицинские мягкие роботы могут более чутко реагировать на индивидуальные потребности, повышая безопасность и улучшая результаты лечения пациентов.
Исследователи планируют распространить эту технологию на роботизированные системы или компоненты, которые могут работать на более высоких скоростях и в более сложных средах, с потенциальным применением в вспомогательной робототехнике, медицинских устройствах и промышленных мягких манипуляторах, а также для интеграции в реальные автономные системы.
Исследование, проведенное в SMART, было поддержано Национальным исследовательским фондом Сингапура в рамках программы Campus for Research Excellence and Technology Enterprise (CREATE).
###
О мужчинах, манусах и машинах (M3S)
M3S — это междисциплинарная исследовательская группа (IRG), созданная в июле 2023 года SMART, исследовательским предприятием Массачусетского технологического института в Сингапуре. Вдохновленная девизом Массачусетского технологического института mens et manus («разум и рука»), программа направлена на продвижение использования искусственного интеллекта и машин для практических приложений посредством межсекционного подхода. Исследования в M3S затрагивают важнейшие вопросы, касающиеся проектирования технологий, развития человеческих навыков и адаптации институтов и социальных структур для эффективного преодоления преобразующего воздействия искусственного интеллекта, автоматизации и робототехники. Исследуя сложное взаимодействие между человеческими способностями, новыми технологиями и социальными структурами, M3S стремится оказать научное, социальное и коммерческое влияние, которое проложит путь к разработке инклюзивных, устойчивых и инновационных решений, расширяющих возможности отдельных лиц, учреждений и городов в Сингапуре и за его пределами.
Для получения дополнительной информации посетите
Об Альянсе Сингапура и MIT по исследованиям и технологиям (SMART) [???-??????????]
Альянс Сингапура и MIT по исследованиям и технологиям (SMART) – это исследовательское предприятие MIT в Сингапуре, созданное Массачусетским технологическим институтом (MIT) в партнерстве с Национальным исследовательским фондом Сингапура (NRF) с 2007 года. SMART – первая организация в Кампусе передового опыта исследований и технологических предприятий (CREATE), разработанного NRF. SMART служит интеллектуальным и инновационным центром исследовательского взаимодействия между MIT и Сингапуром. В SMART реализуются передовые исследовательские проекты в областях, представляющих интерес как для Сингапура, так и для Массачусетского технологического института. В настоящее время SMART включает в себя Инновационный центр и шесть междисциплинарных исследовательских групп (IRG): устойчивость к противомикробным препаратам (AMR), критическая аналитика для производства персонализированной медицины (CAMP), прорывные и устойчивые технологии для сельскохозяйственной точности (DiSTAP), Mens, Manus and Machina (M3S), интегрированные сенсорные устройства масштаба пластины на основе оптоэлектронных метаповерхностей (WISDOM) и носимые устройства визуализации для преобразования ухода за пожилыми людьми. (ВИТЕК).
Исследования SMART финансируются Национальным исследовательским фондом Сингапура в рамках программы CREATE.
Для получения дополнительной информации посетите
О Национальном университете Сингапура (?????????)
Национальный университет Сингапура (NUS) является флагманским университетом Сингапура, который предлагает глобальный подход к образованию, исследованиям и предпринимательству с упором на азиатские перспективы и опыт. У нас есть 15 колледжей, факультетов и школ в трех кампусах Сингапура, в которых обучаются более 40 000 студентов из 100 стран, которые обогащают наше яркое и разнообразное сообщество кампусов. Мы также создали более 20 предпринимательских центров NUS Overseas Colleges по всему миру.
Наш междисциплинарный и реальный подход к образованию, исследованиям и предпринимательству позволяет нам тесно сотрудничать с промышленностью, правительствами и научными кругами для решения важнейших и сложных проблем, актуальных для Азии и мира. Исследователи наших факультетов, исследовательских центров передового опыта, корпоративных лабораторий и более чем 30 исследовательских институтов университетского уровня занимаются такими темами, как энергетика; экологическая и городская устойчивость; лечение и профилактика заболеваний; активное старение; современные материалы; управление рисками и устойчивость финансовых систем; азиатские исследования; и возможности «умной нации», такие как искусственный интеллект, наука о данных, исследования операций и кибербезопасность.
Для получения дополнительной информации о NUS посетите сайт nus.edu.sg.
#SMART #NUS #разработали #новаторский #нейронный #проект #для #создания #человеческого #интеллекта #мягких #роботах
Продолжение темы
