Роботы тормозят: над какой проблемой бьются их создатели?

Решение какой проблемы в роботостроении, сделает людей и роботов близким партнерами Фото: flickr.com/photos/49563291@N02

В то время как в СМИ доминируют заголовки о дронах и беспилотных автомобилях, прогресс роботов в их двигательных возможностях, вероятно, принесет больше пользы как в деловой, так и в повседневной жизни.

«Манипуляции роботов - это следующий шаг в роботостроении, который нужно пройти», - говорит Роберт Платт, профессор компьютерных наук и руководитель лаборатории робототехники Helping Hands. - «Представьте себе, что робот, который может делать что-то своими руками в реальном мире, - от обезвреживания бомбы до стирки. Это была мечта в исследовательском сообществе на протяжении десятилетий, но теперь мы, наконец-то, дошли до того, что это станет возможным».

Недавние достижения в области машинного обучения, Big Data и восприятия роботов привели нас к порогу квантового скачка в способности роботов выполнять мелкие двигательные задачи и работать в неконтролируемой среде, говорит Платт.

Это та разница между роботами, которые могут выполнять повторяющиеся задачи в высокоструктурированной фабричной среде и новой эре роботов-гуманоидов, которые могут делать осмысленную работу в реальном мире.

Почему мелкие моторные навыки отстают

Есть ирония в области роботов и искусственного интеллекта, известная как Парадокс Моравека: что для людей сложно - относительно легко для роботов, и что для людей легко - практически невыполнимо для роботов.

Мы можем запрограммировать робота так, что он победит чемпиона мира по шахматам, но изо всех сил будем пытаться придать ему ловкость 2-летнего ребенка, но с минимальными результатами. Идентификация и захват карандаша в случайной куче канцелярских принадлежностей - почти невыполнимая задача для робота, а открытие двери и вход в комнату, как показано на этом недавнем международном соревновании роботов, может показаться комедийной сценой. (Смотрите видео ниже)

Поскольку люди развивают свои визуальные, сенсорные и моторные навыки в течение миллионов лет, эти сложные навыки настолько глубоко укоренились в человеке, что мы их выполняем бессознательно. С другой стороны, усилия высокого уровня, такие как математика, наука и анализ рынка акций - это сравнительно недавние человеческие начинания, поэтому инженерам гораздо проще их копировать.

Готов к открытию

Несмотря на огромные проблемы, Платт говорит, что автономные роботы готовы совершить огромные сдвиги вперед в своей способности манипулировать незнакомыми объектами.

Например, Платт и его команда Helping Hands Lab научили робота найти, захватить и удалить незнакомые объекты из беспорядочной кучи вещей с 93-процентной точностью. Для достижения этого результата потребовались значительные успехи в механическом обучении, восприятии и контроле.

Исследователи использовали метод подкрепления, в котором робот учится методом проб и ошибок. Они создали имитационный мир, в котором робот мог практиковать сбор и манипулирование объектами в виртуальной реальности. Когда робот сделал то, что хотели исследователи, - схватил объект из кучи - ему дают за это награду. Этот метод позволяет роботу овладеть навыками в виртуальной среде, а затем применять их в реальном мире.

Значительное продвижение в глубинном восприятии также было необходимо для того, чтобы роботы работали в неконтролируемой среде. Раньше они могли видеть только мир как плоское поле случайных цветов. Но с этим новым трехмерным восприятием они могли идентифицировать отдельные объекты в переполненном поле.

Хотя зрение является отличным инструментом для управления широкими движениями, хорошие моторные навыки требуют осязания. «Подумайте, что вы можете сделать с перчатками, - объясняет Платт. - Вы можете открыть дверь гаража, взять лопату и очистить подъездную дорожку. Но, если вам нужно сначала разблокировать гараж, вам нужно снять перчатки, чтобы вставить ключ».

В рамках гранта NASA лаборатория Платта недавно построила роботизированную руку с тактильными датчиками и разработала новые алгоритмы для интерпретации тактильных данных.

«Чтобы вставить ключ в замок, робот должен точно знать, как он держит ключ, вплоть до миллиметра», - говорит Платт. - «Наши алгоритмы могут очень точно локализовать эти виды схваченных предметов».

Лаборатория Платта продемонстрировала эти новые возможности, схватив USB-разъем и подключив его к порту. Хотя это может показаться не очень важным, но это важный шаг к созданию роботов, которые могут выполнять точные манипуляционные задачи, такие как замена батареи в сотовом телефоне.

Что будет?

Как и в случае любого формирующегося успеха - радиолокатора, телефона, интернета – развитие практического применения ловкости роботов трудно предсказать. Но вот несколько мест, где этом будет использовано:

Дом

Helping Hands lab в сотрудничестве с Университетом Массачусетса Лоуэлл и реабилитационным центром Crotched Mountain в Нью-Хэмпшире - создает инвалидное кресло с силовым механизмом и роботизированной рукой, которая может захватывать предметы в доме или выполнять простые домашние задачи. Это позволит пожилым людям или инвалидам продолжать жить самостоятельно в своих домах.

Платт также заинтересован в адаптации этой технологии для повседневного использования. «Мы много слышали об ассистентах в стиле Alexa, которые могут отвечать на вопросы, обращаясь к Интернету. Но эти помощники не могут ничего делать физически», - говорит Платт. - «Мы хотим оборудовать эти устройства роботизированным телом, чтобы вы могли сказать: «Alexa, получить газету» или «Alexa, очистить комнату Джимми».

Улица

Инженер-профессор Ханумант Сингх в сотрудничестве с Платтом строит мобильного робота размером с гольф-тележку, оснащенного роботизированной рукой, которая автономно может передвигаться кампусом Северо-Восточного региона и выполняет простые манипуляционные задачи, такие как вывоз мусора.

Военные конфликты

Подобные типы роботов могут выполнять аналогичные функции в зонах интенсивного конфликта и использоваться для опасных операций, таких как разрядка мин. Например, Платт и его группа недавно завершили проект за счет гранта от Управления морских исследований по разработке фундаментальных технологий манипуляции, которые будут использоваться на борту судна ВМС.

Вредные отходы

Инженер-профессор Таскин Падир и его команда получили грант от Министерства энергетики, чтобы адаптировать робота Valkyrie NASA для удаления опасных отходов. Есть более десятка полигонов, разбросанных по территории США, где радиоактивные отходы были захоронены в туннелях во время «холодной войны». Чтобы автономные роботы могли находить, захватывать и размещать эти отходы в безопасных контейнерах, им понадобятся мелкие моторные навыки и способность работать в незнакомой среде.

Медицина

Инженер-профессор Питер Уитни, финансируемый грантом Национального научного фонда, работает с исследователями из Стэнфордского университета, чтобы создать робота, который может выполнять операции, сопровождаемые магниторезонансной визуализацией.

Исследование космоса

Платт работает с исследователями NASA, чтобы разработать возможности роботизированного манипулирования для обработки мягких объектов в будущих космических миссиях NASA.

«Роботы, которые безупречно работают в лаборатории, быстро ломаются, когда их помещают в незнакомые ситуации», - говорит Платт. - «Наша цель - разработать базовые алгоритмы, которые позволят им быть более надежными в реальном мире. В конечном итоге это коренным образом изменит наше восприятие роботов, позволив им стать партнерами для людей, а не просто машинами, которые работают на фабриках».

По материалам: news.northeastern.edu

Читайте также: 

Новая гонка вооружений: кто первым сделает искусственный интеллект оружием

Как искусственный интеллект «поимеет» нас в ближайшие 5 лет

ТОП-10 основных тенденций индустрии искусственного интеллекта в 2018 году

ТОП-12 проектов, использующих блокчейн в сфере здравоохранения

Читайте также:

 

Комментарии

Нет созданных комментариев. Будь первым кто оставит комментарий.
Уже зарегистрированы? Войти на сайт
Гость
19.10.2018
Если вы хотите зарегистрироваться, пожалуйста заполните формы имени и имя пользователя.

Изображение капчи

Поддержать блогерскую платформу Investgazeta

 

Кнопка пожервовать - изображение

Подписаться на новые блоги на платформе Инвестгазета:

Проверь своего бизнес-партнера

Сервис «Проверь своего бизнес-партнера» - получи информацию о компании по коду ЕГРПОУ, названию компании или фамилии руководителя.

 

Курсы валют

Официальные курсы основных валют (НБУ) на сегодня
Доллар США
ЕВРО
Фунт стерлингов
Курсы основных криптовалют

 

^