現代自動車が4日、スクール・オブ・フットボール(School of Football)の開発過程を収めたメイキングフィルムを通じて、ヒューマノイドロボット「アトラス(Atlas)」の「ラボナキック」試演の舞台裏を公開した。
現代自動車グループのロボット系子会社ボストン・ダイナミクスのヒューマノイド「アトラス」は、先月29日に公開されたスクール・オブ・フットボールのキャンペーン映像で、脚を交差してボールを蹴るラボナキックを含め、多様なサッカー動作を実行する姿を見せた。
メイキングフィルムでは、アトラスのサッカー動作がどのような研究過程を経て実装されたのかというプロセスと、研究陣の開発秘話が紹介された。
研究陣は世界的なサッカー選手のバイオメカニクス動作パターンから着想を得てアトラスの学習プログラムを設計し、選手の動作を訓練可能なモーションデータと動作プロトコルに変換してアトラスに学習させた。
研究陣はまずモーションキャプチャ(Motion Capture)でサッカー選手の動作を収集し、リターゲティング(Retargeting)を通じてその動作をアトラスに適合する形に変換した。アトラスが人と似ていても関節構造と可動域が異なるためだ。
その後、強化学習(Reinforcement Learning)を活用して動作を学習させた。この過程で研究陣は、アトラスが単純な模倣を越え、身体の物理とモーター制御方式を学習して、バランスと力の伝達を自律的に最適化するようにした。
アトラスはこの過程でクラウドGPU環境において数千個のシミュレーションを同時に実行しながら学習した。アトラスはこの並列学習により、わずか24時間で人に換算して1年余りに相当する試行錯誤を経験し、動きを習得した。
シミュレーションで学習した動作は実機のアトラスロボットにも適用され、初回の試演から安定的に実現された。その後のテスト過程で発生した誤差も再び学習に反映し、継続的に性能が改善されたと現代自動車は説明した。
アトラスは全身制御(Whole-body Control)技術によってバランスを維持しながら正確なタイミングでキック動作を実行し、ロボットにとっては難度が高いボールキック動作の実行を可能にした。同技術は、すべての関節を一つのシステムのように統合制御する技術である。
研究陣は、サッカーがバランス、タイミング、協応、精密な動きが複合的に求められるスポーツであるだけに、ヒューマノイドが人と同様の自然な動きを学習するための最適な環境だと判断した。
また、アトラスがサッカーを通じて学習した動きが単なるスポーツ技術にとどまらず、タイミング・力の生成・協応力・回転運動・体重移動・全身制御などの能力を発展させ、ロボット技術の高度化にも寄与すると期待している。
現代自動車は、サッカーのように移動と操作が同時に求められる環境で行われるロボット学習が、今後、物流・製造現場での作業遂行能力へと拡張し得るとも見ている。
アトラスは先に、約23kgに達する冷蔵庫を持ち上げてテーブルに配置する様子を見せ、重い物体を安定的に扱う全身制御能力を披露したこともある。
現代自動車は「今後もボストン・ダイナミクスと多様な挑戦課題を通じて、アトラスの運動能力を継続して発展させていく計画だ」と述べた。