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庆祝波士顿动力公司正式加入现代汽车集团,斑点加入了BTS的舞蹈。我们记录了那舞蹈如何发展从一个想法到现实 - 思想机器人的目标,鼓舞人才和挑战。Kathleen品牌,一名软件工程师在现货团队中,笔记,“每次我们制作新视频时,机器人的能力都得到了改善。它在电影上看起来流畅,艺术,但我们需要先在硬件上工作。“
从艺术视觉到硬件的技术路径是什么?该项目的工程师和程序员使用了一些不同的技术,利用Spot的编舞软件和API来生成完成的舞蹈中的各种行为。
在舞蹈中设置步骤
编排这是一款通过Spot的API编写和控制移动的工具。去年,媒体和娱乐领域的客户开始使用这款工具。编舞是为了在传统编舞的创作过程和为机器人编程的技术过程之间架起一座桥梁。
使用人体舞者,编舞者可以给出相对高级别的指示 - 执行这一步三次,例如 - 而不是指示所需的特定关节角度或扭矩。舞者将这些指令转化为身体的详细运动。但细节正是传统机器人所需的语言。同样,如果舞蹈家要求舞者以没有身体可能的方式移动,舞者可以使用他们的天生的理解自己的身体,以根据其能力和环境来修改步骤。相比之下,典型的机器人将严格地遵守指令 - 即使它落下。
编舞软件允许非技术用户像编舞指导舞者那样创造舞蹈,而不是像工程师给机器人编程那样。Choreographer控制器理解Spot的物理和环境,优先考虑平衡,然后遵循指定的步骤。机器人有了这种运动智能,你可以简单地提供更高层次的指令,而Spot做剩下的事情。如果被要求做一些物理上不可能完成的事情,或者面临像滑地板这样的环境挑战,Spot会找到与要求最相似的可能动作,然后做——就像人类舞者会做的那样。
我们从常见的视频和音频编辑软件中获得灵感,开发了一个界面,使您能够快速、直观地指定所需的机器人运动,并在您喜欢的细节级别。舞蹈是在时间轴上可视化的一系列可配置的动作。这些“移动块”代表了对控制器的整体优化请求,而不是预先编写好的动作。除了让Spot优先考虑平衡,而不是严格遵守一个确定的动作,这种方法还允许你同时组合多个动作。时间轴被分为腿、身体、手臂和夹持器的单独轨道,因此您可以为每个轨道单独指定一个移动。
“采取三步”的指令与在时间表上放置三个“步骤”块一样简单。
要使中间步骤慢,可以扩展步骤,以便在时间轴上需要更多宽度。
如果需要更多的细节,我们可以通过参数提供。像“step A little higher”这样的指令可以通过拖动滑块来给出。
通过在时间轴上同时在多个轨道上放置移动,可以将移动组合成“一边摇摆一边走”的动作。
最后,您将节拍设置为每分钟,自动将时间表同步到任何音乐将用于使用和保持击败的最终性能。查看我们的文档以获取有关舞蹈家软件的更多详细信息。
用动画扩展
对于那些你已经有了准确的输出并且不介意获得一些技术性的情况,我们还开发了一个动画API,它将在我们即将发布的2.4版本中提供。这个管道允许您使用3D动画工具创建完全自定义的序列,并将它们集成到Choreographer脚本中,就像默认的动作一样。对于“斑点在上面”视频的介绍序列,我们使用Autodesk Maya制作了万花筒般的舞蹈动作。Autodesk Maya是一个3D动画软件,为创作和编辑运动学轨迹提供了精细的控制,但是一系列的工具集可以与这个API一起使用。
正如软件支持编舞人员,以专注于步骤,而不是其力学,动画API使动画仪能够重点关注序列的整体外观和感觉。机器人运动顾问Jakob Welner解释说:“在传统的动画中,您可以自由设计您希望受众看到的确切运动,但在处理机器人时,有许多层次的计算和物理约束需要考虑。但是,动画API允许您轻松运行合理的动画,而无需担心内涵和约束。现货将尽可能做什么,并自动尝试纠正其余部分。“这种高水平的控制是可能的,因为动画仍然被视为对平衡控制器的请求,释放您必须使用完美的物理生成动画。
把它整合在一起
这些不同的作者舞蹈序列的方法可以组合和分层在编舞手中,以创建复杂的结果,在“现货”视频中展示。例如,在“涟漪”序列中,具有七个斑点执行波浪类似的舞蹈,我们使用了动画和标准的编舞者工作流程。我们将步骤和身体姿势设置有库存移动块,但在臂动作中需要更流体效果。动画允许我们精确地获得所需的臂运动,而分层框架使我们能够将动画臂动作与股票移动相结合,导致两个世界中最好的。
利用这些不同的设计技术,再加上Spot内置的运动智能,很容易创造出流畅自然的舞蹈,而不会给你的编舞家或机器人带来负担。
关于作者
Eric Whitman是一位高级机器人波士顿动力学,他致力于控制和对现货机器人的感知。在去波士顿动态之前,他收到了博士学位。在来自卡内基梅隆大学的机器人学中,他的研究专注于双模块机器人散步。
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