Nowy chip pozwala robotom wyobrazić sobie ich działania, zanim wykonają ruch

Zdjęcie mężczyzny wyciągającego ramię obok pracujących ramion robota Robotyka w czasie rzeczywistym, Inc.

Umieszczenie ręki przed ramieniem robota przemysłowego nie jest generalnie dobrym pomysłem. Te maszyny mogą poruszać się szybko i precyzyjnie, ale są tak ślepe i głupie, że z radością złamią kończynę bez najmniejszego upadka.

Trzeba było więc trochę odwagi, żeby spróbować tej sztuczki z ramieniem robota, które jest testowane w Robotyka w czasie rzeczywistym , startup zlokalizowany w dzielnicy Seaport w Bostonie. Sięgnąłem do przodu, aby przechwycić jego ruch, gdy chwycił widżet ze stołu i przesunął się, aby umieścić go w pudełku. Na szczęście robot zatrzymał się, zręcznie okrążył moje wyciągnięte ramię, a następnie schludnie umieścił przedmiot w pudełku. Dzisiaj nie ma złamanych kończyn.

Ten rodzaj pełnej wdzięku zdolności adaptacyjnej może okazać się niezwykle przydatny w przemyśle robotycznym. Istnieje kilka robotów, które mogą pracować razem z ludźmi , ale zwykle mają one małą moc, są nieprecyzyjne i mają ograniczone zastosowanie. Najbardziej wydajne i potężne maszyny przemysłowe nadal muszą pracować w bardzo precyzyjnie kontrolowanych środowiskach, z dala od miękkich, łamliwych ludzi.

Nawet jeśli nie martwisz się o ludzi obok robota, możesz zmodyfikować swoją komórkę bez ponoszenia kosztów sprowadzenia technika, mówi Sean Murray, inżynier robotyki i współzałożyciel w Realtime Robotics, który oprowadził mnie po okolicy.

Problem z ruchem

Wiele firm próbuje znaleźć sposób na obejście tego problemu. Niektórzy testują czujniki, które zatrzymają potężne roboty na torach, jeśli wykryją przeszkodę. Robotyka czasu rzeczywistego stara się pójść dalej, dając robotom rodzaj inteligencji niskiego poziomu potrzebnej do poruszania się w prawdziwym świecie. Jest to fizyczna świadomość, którą ludzie i zwierzęta przyjmują za pewnik za każdym razem, gdy poruszają ręką lub nogą.

W kilku różnych pomieszczeniach w Realtime przemysłowe ramiona robotów testują możliwości nowego chipa, który firma opracowała, aby to umożliwić. Po podłączeniu do czujników 3D układ ten umożliwia maszynom szybkie rozważenie szeregu różnych działań, skutecznie wyobrażając sobie wynik, przed wybraniem tego, które najlepiej pasuje do danego zadania. W jednym pokoju obserwowałem, jak dwa roboty wykonują baletyczne wyczyny pracy zespołowej, szybując wokół siebie i od czasu do czasu podając przedmioty.

Podstawowym wyzwaniem jest to, że roboty są tak głupie, mówi George Konidaris , założyciel i główny robotyk w Realtime, a także adiunkt na Brown University w Providence, Rhode Island. Mamy te podstawowe kompetencje motoryczne, a roboty nie.

Planowanie ruchu jest zwodniczo trudne dla robota, częściowo dlatego, że każde połączenie dodaje dodatkowy wymiar do obliczeń, które muszą zostać wykonane.

Wykonać ruch

Chip firmy doładowuje obliczenia matematyczne stojące za stosunkowo prostym algorytmem planowania ruchu, opracowanym przez Konidarisa i innych, gdy był na Uniwersytecie Duke'a. Wykonując obliczenia równolegle, dedykowany układ może wykonać je ponad 10 000 razy szybciej niż zwykły układ komputerowy, zużywając jednocześnie mniej energii.

Podejście jest bardzo sprytne, mówi Tomas Lozano-Perez , profesor na MIT, który doradzał Konidarisowi, gdy był doktorantem.

To część szerszego trendu. Postępy w oprogramowaniu i sprzęcie stopniowo zaczynają zwiększać IQ robotów, być może torując drogę dla bardziej wydajnych robotów przemysłowych, które można wykorzystać na nowe, potężne sposoby. Inteligentniejsze roboty mogą siedzieć na linii produkcyjnej obok osoby — na przykład zastanawiając się, jak chwytać przedmioty bez względu na to, jak są ułożone, bez przypadkowego zranienia kogokolwiek. Mogłoby to przyspieszyć rozprzestrzenianie się automatyzacji w wielu branżach.

Lozano-Pérez dodaje, że lepsze planowanie ruchu będzie miało fundamentalne znaczenie dla przyszłości robotyki. Każdy robot, który będzie się celowo poruszał, aby osiągnąć cele, powinien lepiej pomyśleć o tym, jak powinien się poruszać, mówi. Wyzwanie polega na tym, że planowanie ruchu przebiega powoli, gdy otoczenie jest zagracone, a zwłaszcza gdy robot ma wiele stopni swobody.

Istnieje jeszcze jedno duże potencjalne zastosowanie tej technologii: pojazdy autonomiczne . Tak jak robot musi zaplanować swój ruch, aby uniknąć zderzenia z przedmiotami, tak samo jeżdżący samochód musi szybko wybrać najbezpieczniejszą trasę omijającą przeszkody. Realtime już opracowuje wersję chipa, mając to na uwadze. Konidaris twierdzi, że powinno to umożliwić autonomicznym pojazdom szybkie dostosowywanie się do komplikacji na drodze, być może zwiększając ich bezpieczeństwo.

Pierwszym testem będzie to, czy producenci ramion robotów zdecydują się na wykorzystanie technologii Realtime. Już kilku testuje to. Ostateczny sukces będzie zależał od tego, jak jest zintegrowany, mówi Lozano-Pérez z MIT. Ale wydaje mi się, że otwiera to nowe możliwości projektowania systemów robotów.

ukryć