Прорыв в робототехнике: система TWIST позволяет гуманоидам точно копировать движения человека
Новая система TWIST позволяет гуманоидным роботам точно повторять движения человека в реальном времени. Технология открывает возможности для промышленности, медицины и спасательных операций.
16 мая 2025 года исследователи из Стэнфордского университета и Университета Саймона Фрейзера представили революционную систему TWIST (Teleoperated Whole-Body Imitation System), которая позволяет гуманоидным роботам в точности повторять движения человека в режиме реального времени. Эта технология открывает новые возможности для телеуправления, промышленной автоматизации и даже помощи в опасных условиях.
Как работает TWIST?
Система сочетает два ключевых компонента:
1. Захват движения (MoCap) — специальные датчики фиксируют каждое действие оператора.
2. Обучение с подкреплением — алгоритмы ИИ преобразуют данные в команды для робота, обеспечивая плавность и баланс.
«Мы точно фиксируем движения человека, а затем используем ИИ для сопоставления их с командами, которые могут выполнять гуманоиды. Наша система имеет гораздо более высокую точность, чем предыдущие решения», — объясняет Яньцзе Цзе, ведущий автор исследования.
Что умеют роботы под управлением TWIST?
Во время испытаний гуманоид G1 от Unitree Robotics успешно выполнял сложные задачи:
- Поднимал коробки с пола, используя обе руки.
- Открывал двери, толкая их плечом или локтем.
- Играл в футбол, точно ударяя по мячу.
- Танцевал вальс, сохраняя равновесие.
«Наша система позволяет роботу двигаться так же естественно, как человеку — от пальцев ног до поворотов головы», — отмечают разработчики.
Почему это прорыв?
Предыдущие системы телеуправления страдали от:
- Задержек между движением оператора и реакцией робота.
- Ограниченного контроля над нижней частью тела.
- Неспособности адаптироваться к сложным условиям (например, скользкому полу).
TWIST решает эти проблемы благодаря:
- Двухэтапному обучению (офлайн-тренировка + корректировка в реальном времени).
- Оптимизации не только положения суставов, но и их ориентации.
- Имитации помех, что делает движения более устойчивыми.
Где это можно применять?
1. Промышленность — роботы смогут работать на опасных производствах, например, в химических лабораториях или зонах радиации.
2. Медицина — точные манипуляции при дистанционных операциях.
3. Спасательные операции — разбор завалов без риска для людей.
4. Обучение ИИ — сбор данных для будущих автономных роботов.
Текущие ограничения и будущее технологии
Пока система сталкивается с вызовами:
- Отсутствие тактильной обратной связи для оператора.
- Зависимость от громоздких MoCap-систем.
- Ограниченная износостойкость современных гуманоидов.
«Следующий шаг — замена MoCap на камеры RGB и улучшение "чувствительности" роботов. Мы хотим, чтобы они обучались автономно, как люди», — говорит Цзе.
Исследование опубликовано на arXiv, а его практические реализации ожидаются в ближайшие 2–3 года. С появлением TWIST человечество стало на шаг ближе к эпохе, где роботы-ассистенты будут работать рядом с нами — от заводов до наших домов.
Как работает TWIST?
Система сочетает два ключевых компонента:
1. Захват движения (MoCap) — специальные датчики фиксируют каждое действие оператора.
2. Обучение с подкреплением — алгоритмы ИИ преобразуют данные в команды для робота, обеспечивая плавность и баланс.
«Мы точно фиксируем движения человека, а затем используем ИИ для сопоставления их с командами, которые могут выполнять гуманоиды. Наша система имеет гораздо более высокую точность, чем предыдущие решения», — объясняет Яньцзе Цзе, ведущий автор исследования.
Что умеют роботы под управлением TWIST?
Во время испытаний гуманоид G1 от Unitree Robotics успешно выполнял сложные задачи:
- Поднимал коробки с пола, используя обе руки.
- Открывал двери, толкая их плечом или локтем.
- Играл в футбол, точно ударяя по мячу.
- Танцевал вальс, сохраняя равновесие.
«Наша система позволяет роботу двигаться так же естественно, как человеку — от пальцев ног до поворотов головы», — отмечают разработчики.
Почему это прорыв?
Предыдущие системы телеуправления страдали от:
- Задержек между движением оператора и реакцией робота.
- Ограниченного контроля над нижней частью тела.
- Неспособности адаптироваться к сложным условиям (например, скользкому полу).
TWIST решает эти проблемы благодаря:
- Двухэтапному обучению (офлайн-тренировка + корректировка в реальном времени).
- Оптимизации не только положения суставов, но и их ориентации.
- Имитации помех, что делает движения более устойчивыми.
Где это можно применять?
1. Промышленность — роботы смогут работать на опасных производствах, например, в химических лабораториях или зонах радиации.
2. Медицина — точные манипуляции при дистанционных операциях.
3. Спасательные операции — разбор завалов без риска для людей.
4. Обучение ИИ — сбор данных для будущих автономных роботов.
Текущие ограничения и будущее технологии
Пока система сталкивается с вызовами:
- Отсутствие тактильной обратной связи для оператора.
- Зависимость от громоздких MoCap-систем.
- Ограниченная износостойкость современных гуманоидов.
«Следующий шаг — замена MoCap на камеры RGB и улучшение "чувствительности" роботов. Мы хотим, чтобы они обучались автономно, как люди», — говорит Цзе.
Исследование опубликовано на arXiv, а его практические реализации ожидаются в ближайшие 2–3 года. С появлением TWIST человечество стало на шаг ближе к эпохе, где роботы-ассистенты будут работать рядом с нами — от заводов до наших домов.