Algorytm, który może pomóc robotom pozbyć się obrażeń

Roboty takie jak łazik marsjański mogą działać samodzielnie w trudnych warunkach, a nowe badania pokazują, że mogą stać się jeszcze bardziej samowystarczalne, wymyślając sposoby na adaptację i poruszanie się po kontuzji.

W niecałą minutę ten prosty robot zorientował się, jak zrekompensować pęknięty staw i wykonać swoje zadanie.

Praca jest przedmiotem opracowania, opublikowanego dziś w Natura , przez naukowców z Uniwersytetu Pierre'a i Marie Curie we Francji oraz Uniwersytetu w Wyoming. Chodzi o to, że jeśli roboty mają podjąć niebezpieczne, trudne prace, będą musiały radzić sobie z uszkodzonymi częściami i obrażeniami, będąc poza zasięgiem ludzkiej ekipy naprawczej.

Na przykład, jeśli robot zostanie wysłany na misję poszukiwawczo-ratunkową po trzęsieniu ziemi, może być zmuszony poradzić sobie z nieoczekiwanym uszkodzeniem jednej z nóg podczas badania zawalonego budynku.

Głównym wyzwaniem było stworzenie czegoś, co uczy się, ale uczy się w kilka minut, mówi współautor Jean-Baptiste Mouret, obecnie badacz we francuskim konsorcjum innowacji Inria. Na filmie towarzyszącym artykułowi naukowcy pokazują robota podobnego do pająka, który doznał urazu jednej z sześciu nóg. Stworzenie zaczyna próbować nowych sposobów poruszania się i po około 40 sekundach odzyskuje 96 procent swojej prędkości, wyglądając mniej jak zepsuta zabawka, a bardziej jak ranne zwierzę, które się czołga.

W innym przykładzie badacze uszkodzili jeden z silników mechanicznego ramienia. W mniej niż minutę prosty robot zorientował się, jak zrekompensować pęknięty staw i prawidłowo umieścić kulkę w puszce.

Współautor Antoine Cully, doktorant z PMCU, zauważa, że ​​roboty uczą się za pomocą algorytmu ewolucyjnego. Oznacza to, że będzie wykonywał powtarzające się kroki prób i błędów — w oparciu o utworzoną przed wdrożeniem listę, która szczegółowo opisuje, co może zrobić i jak cenny jest każdy z nich — w celu określenia nowego sposobu poruszania się. To jak uproszczona wersja tego, co robią ludzie: jeśli skręcisz kostkę, używasz pamięci i eksperymentów, aby dowiedzieć się, jak kuśtykać w najbardziej efektywny i najmniej bolesny sposób.

Pomimo utknięcia stawów ramienia w różnych pozycjach, ten robot jest w stanie wymyślić nowe sposoby umieszczania piłek w kubku.

Większość robotów nie ma takich planów awaryjnych, ponieważ zazwyczaj są zaprogramowane do poruszania się w określonych wzorcach. Jeśli są uszkodzone, mogą potrzebować nauczyć się nowej metody poruszania się, aby zachować swoją funkcjonalność. W badaniu, mówi Mouret, roboty nie rozumiały, co jest z nimi nie tak; badacze nie próbowali przewidzieć niczego na temat szkód, jakie poniosą.

Oczywiście roboty, podobnie jak samochody, mogą mieć czujniki, które wskazują konkretne problemy. Ale czujniki nie rozwiążą problemu, a Mouret mówi, że celem było uczenie się bez czujników (chociaż sześcionożny robot używał sensora Kinect, aby zapewnić mu podstawowe zrozumienie, kiedy jest wyprostowany i zrównoważony). Ponadto Mouret zwraca uwagę, że czujniki mogą być złe lub być może nie do końca poprawne. Na razie teoria naukowców jest taka, że ​​robotowi lepiej służy znalezienie najlepszego sposobu poruszania się poprzez eksperymenty, a nie dane z czujników.

Chcemy wykorzystać tę wiedzę, ale musimy być ostrożni, mówi Mouret.

Nie jest jeszcze jasne, jak uszkodzony może zostać robot i nadal odzyskuje część ruchu, a przykłady naukowców wciąż są dalekie od rzeczywistych scenariuszy, takich jak gaszenie pożarów lub ratowanie ludzi. Mouret mówi, że wkrótce przetestują te algorytmy uczenia się poza laboratorium na większych robotach.

Podczas gdy obserwowanie sześcionożnego robota wymyślającego nową metodę poruszania się nieuchronnie wywołuje wizje Terminatora i złych robotów, Mouret mówi, że naukowcy mają mnóstwo czasu na wbudowanie odpowiednich zabezpieczeń, aby uniemożliwić robotom wdrażanie zachowań, które mogłyby zaszkodzić ludziom.

Prawie wszystkie zwierzęta są zbudowane tak, aby przystosować się do niewielkich obrażeń, mówi. To nie znaczy, że chcą przejąć świat.

ukryć