Dlaczego roboty i ludzie zmagali się z wyzwaniem DARPA

Kiedy jedne z najbardziej zaawansowanych robotów ratowniczych na świecie nie są udaremniane przez nic bardziej skomplikowanego niż klamka, masz dobre wyczucie wyzwania, jakim jest uczynienie naszych domów i miejsc pracy bardziej zautomatyzowanymi.

Robot obsługiwany przez zespół z Florida Institute of Human and Machine Cognition (IHMC) przechyla się podczas pokonywania nierównego terenu.

Na Robotyka DARPA Challenge , konkurs, który odbył się w weekend w Kalifornii, dwa tuziny niezwykle wyrafinowanych robotów zrobiły, co w ich mocy, aby wykonać serię zadań na torze na świeżym powietrzu, w tym przekręcić zawór, wspiąć się po schodach i otworzyć drzwi (patrz Transformator wygrywa 2 miliony dolarów DARPA Robotyka wyzwanie). Chociaż kilku robotom udało się ukończyć kurs, inne chwytały powietrze, wchodziły na ściany lub po prostu przewracały się, jakby pokonane przez niemożliwość tego wszystkiego. Jednocześnie wysiłki ludzkich kontrolerów, aby pomóc robotom w wykonywaniu ich zadań, mogą dostarczyć wskazówek, jak można wdrożyć współpracę człowiek-maszyna w różnych innych sytuacjach.

Myślę, że jest to okazja dla wszystkich, aby zobaczyć, jak trudna jest robotyka, mówi Mark Raibert, założyciel firmy Boston Dynamics , obecnie należąca do firmy Google, która wyprodukowała niezwykle wyrafinowanego humanoidalnego robota o nazwie Atlas (patrz 10 Breakthrough Technologies 2014: Agile Robots ). Kilka zespołów biorących udział w DARPA Robotics Challenge wykorzystało do udziału roboty Atlas. Inne zespoły przyniosły roboty, które zbudowali od podstaw.

Po lewej: Robot należący do zespołu MIT jedzie wózkiem w kierunku toru przeszkód.

U góry: zwycięski robot DRC-Hubo z Korei Południowej przygotowuje się do przekręcenia zaworu.

U dołu: Członkowie zespołu MIT.

Atlas potrafi balansować dynamicznie, co oznacza, że ​​może chodzić w szybkim tempie lub pozostać w równowadze na jednej nodze, nawet po pchnięciu. Mimo to stabilność okazała się trudna dla dwunożnych robotów podczas wyzwania DARPA podczas manewrów, takich jak chodzenie po piasku, przechodzenie przez sterty gruzu i wysiadanie z samochodu. Kilka zespołów korzystających z Atlasa widziało, jak ich roboty spadają na ziemię podczas zawodów.

Sposób, w jaki wiele robotów zmagało się z chwytaniem przedmiotów i właściwym ich używaniem, uwydatniał również trudności w doskonaleniu widzenia maszynowego i manipulacji. Podniesienie wiertarki elektrycznej i użycie jej do wycięcia otworu w ścianie okazało się szczególnym wyzwaniem dla większości robotów. Czujniki robotów T mają problemy z dokładnym widzeniem kształtów w zmiennym oświetleniu na zewnątrz, a dłoniom lub chwytakom robota brakuje delikatnego, zgodnego dotyku ludzkich palców.

Powyżej: Robosimian JPL wcina się w ścianę za pomocą elektronarzędzia.

Po prawej: Szymp, robot z Carnegie Mellon University, robi to samo.

Roboty biorące udział w wydarzeniu nie zawsze działały autonomicznie (chociaż widzom trudno było zorientować się, kiedy są). Wyzwanie miało na celu symulację warunków, z jakimi musi się zmierzyć zdalnie sterowany robot wchodzący do elektrowni jądrowej, więc komunikacja została zdławiona, aby zasymulować zakłócenia radiowe. Chociaż zachęcało to zespoły do ​​przyznania swoim maszynom pewnej autonomii, często zdarzało się, że ludzki kontroler wkraczał, gdy coś poszło nie tak.

Zespoły biorące udział w konkursie wykorzystywały różne poziomy autonomii. Na przykład zespół z MIT stworzył robota Atlas o nazwie Helios, który może działać bardzo autonomicznie. Operatorzy zespołu mogą na przykład wskazać obszar, który może zawierać dźwignię, i pozwolić robotowi zaplanować i wykonać własny przebieg działań. Jednak w razie potrzeby mogą również przejąć bardziej bezpośrednią kontrolę.

W przeciwieństwie, Zespół Nimbro z Uniwersytetu w Bonn w Niemczech wybrał bardziej bezpośrednią kontrolę, a dziewięć różnych osób kontroluje robota podczas różnych zadań (w pewnym momencie członek zespołu założył gogle wirtualnej rzeczywistości Oculus Rift i używał systemu śledzenia gestów do sterowania robotem) . Team Nimbro zajął czwarte miejsce z siedmioma punktami na osiem, a zespół z MIT zajął siódme miejsce, z tą samą liczbą punktów, ale wolniejszym czasem.

Wydawało się, że zespoły, które najlepiej poradziły sobie w wyzwaniu, przyjęły szczególnie ostrożne podejście do łączenia umiejętności robota i człowieka. W So Kweon , główny badacz systemu czujników w DRC-Hubo, zwycięskim robocie, z KAIST, uniwersytetu badawczego w Korei, wymienił współpracę człowieka z robotem jako klucz do sukcesu jego zespołu. Te zadania wymagają dobrego połączenia działania człowieka oraz rozpoznawania i rozumienia środowiska przez robota, powiedział Kweon. Bardzo ciężko pracowaliśmy, aby uzyskać dobrą równowagę między tymi dwoma elementami.

Po lewej: Szympans staje dęba na tylnych gąsienicach.

Po prawej: Robot IHMC dokonuje przełomu w wyzwaniu wiercenia ścian.

Drużyna, która zajęła drugie miejsce, od Florida Institute of Human and Machine Cognition , używał ruchomej skali automatyzacji, co pozwalało człowiekowi podejmować więcej decyzji i kontrolować, jeśli jego robot wydawał się zakłopotany lub jeśli symulacja sugerowała, że ​​robot napotka problemy, podążając własnym torem. Takie podejście może stać się ważniejsze, ponieważ więcej robotów współpracujących zostanie wprowadzonych w miejscach takich jak fabryki.

Według lidera zespołu podobnie postępował zespół z Carnegie Mellon University, który zajął trzecie miejsce z ośmioma punktami Tony Stentz . Prawdziwym postępem są tutaj roboty i ludzie współpracujący, aby coś zrobić, powiedział Stentz. Robot robi to, w czym robot jest dobry, a człowiek robi to, w czym człowiek jest dobry.

Gill Pratt , menedżer programu DARPA, który zorganizował Robotics Challenge, powiedział, że ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że poziom automatyzacji w konkurencyjnych robotach jest nadal dość ograniczony, nawet jeśli ich działania czasami wydawały się niesamowicie naturalne. Te rzeczy są niewiarygodnie głupie, powiedział. W większości są to tylko marionetki.

ukryć