За последние десятилетия робототехники представили широкий спектр систем с различными структурами тела и различными возможностями. Поскольку число разработанных роботов постоянно растет, возможность легко узнать об этих многочисленных системах, их уникальных характеристиках, различиях и производительности при выполнении конкретных задач может оказаться весьма ценной.
Исследователи из Мюнхенского технического университета (TUM) недавно создали «Дерево роботов», новую энциклопедию, которая может значительно облегчить изучение существующих роботизированных систем и их сравнение.
Их энциклопедия роботов, представленная в статье, опубликованной в Nature Machine Intelligence, классифицирует роботов на основе их производительности и пригодности к различным задачам.
«Стремление к созданию интеллектуальных роботов , которые могли бы понимать окружающую среду так же, как мы, люди, и выполнять задачи самостоятельно, существует уже много веков», — рассказала Робин Джин Киршнер, первый автор статьи, изданию Tech Xplore.
«Активная разработка тактильных роботов — роботов, способных понимать свое окружение посредством осязания, — началась примерно 20 лет назад. Этот путь начался с создания легких систем, оснащенных датчиками крутящего момента в каждом сочленении.
С тех пор мы стали свидетелями усовершенствованных технологий, лучших контроллеров и новых схем реагирования, которые позволили разработать системы, способные выполнять задачи и воспринимать окружающую среду посредством осязания».
Большинство стандартов и подходов к классификации роботов, введенных на сегодняшний день, не учитывают способность систем адаптироваться к окружающей среде и успешно взаимодействовать с близлежащими объектами, касаясь их. Эта важнейшая способность влияет как на безопасность роботов, так и на их производительность при выполнении конкретных задач, охватывая различные приложения реального мира.
«Фокус классификации систем остается разделенным на основе, например, индивидуальных механических свойств, новых функций контроллера, а сертификация по-прежнему основана исключительно на механической структуре сенсорных систем, а не на их фактической производительности», — сказал Киршнер.
«Этот узкий подход часто упускает из виду взаимодействие компонентов и основную цель роботизированного устройства: помогать в выполнении задач, что требует определенных возможностей».
Чтобы преодолеть ограничения существующих методов классификации роботов, Киршнер и ее коллеги начали тестировать различные существующие системы, сосредоточившись на функциях, которые влияют на их безопасность, таких как их способность обнаруживать контакт с другими объектами.
Параллельно они также провели углубленный анализ задач робототехники, выведя несколько метрик, которые указывают на возможности роботов за пределами безопасности, например, влияющие на их способность успешно выполнять тактильные задачи и комфортно взаимодействовать с людьми.
«Испытав несколько роботов-манипуляторов, мы смогли вывести все эти показатели и показать, что тактильная пригодность этих систем существенно различается, что требует надлежащей классификации и энциклопедии — Дерева роботов», — сказал Киршнер.
«В результате мы создали Центр производительности и безопасности роботов с искусственным интеллектом — специализированную лабораторию, оснащенную передовыми измерительными приборами для оценки производительности роботов.
Используя эти ресурсы, мы намерены и дальше развивать «Дерево роботов» — важнейшую энциклопедию в области робототехники».
Энциклопедия «Дерево роботов» должна постоянно обновляться с течением времени, в конечном итоге выступая в качестве платформы типа Википедии, содержащей информацию о роботах и их возможностях. Она включает в себя широкий пул информации, начиная от фундаментальных структур тела роботов и заканчивая двигателями и/или датчиками, на которые они полагаются, и их вытекающими возможностями, в частности, чувствительностью и надежностью их физических взаимодействий (т.
е. тактильной пригодностью) и точностью их движений (т.
е. двигательной пригодностью). «Хотя мы начали с анализа и классификации существующих стационарных манипуляторов с использованием показателей пригодности, которые мы определили специально на основе промышленных приложений , энциклопедия должна расшириться, чтобы охватить другие роботизированные системы для сервисных задач, такие как гуманоиды или мобильные роботы», — пояснил Киршнер.
«Его цель — эффективно направлять как разработку аппаратного, так и программного обеспечения в робототехнике».
В отличие от многих ранее разработанных подходов к категоризации роботов, энциклопедия «Дерево роботов» четко описывает специализированные возможности различных роботов.
Кроме того, она группирует роботов в три основные группы на основе их тактильной пригодности, которая указывает на степень, в которой они подходят для выполнения определенных задач. «Это фундаментальное понимание должно быть интегрировано в проектирование приложений, усилия по стандартизации и будущую разработку робототехники», — сказал Киршнер.
«Согласуя аппаратные и программные компоненты для достижения оптимальной производительности для данного процесса — а не проектируя процессы для соответствия ограничениям системы — мы можем вывести робототехнику на новый уровень эффективности и результативности».
Новая энциклопедия, разработанная Киршнер и ее коллегами, может информировать будущие исследования, например, помогая другим ученым-компьютерщикам и робототехникам определять лучшие системы для тестирования своих алгоритмов.
Между тем, исследователи планируют продолжать добавлять информацию в «Дерево роботов», включая другие роботизированные системы и другие соответствующие метрики.
«Сейчас мы расширяем нашу работу в нескольких направлениях», — добавил Киршнер. «Я сосредоточен на том, чтобы связать эти критические выводы для обеспечения безопасности человека в сотрудничестве, подчеркивая тактильные возможности робота.
Цель — достичь сертифицированно безопасных приложений с тактильными роботизированными системами. Вместе с другими командами мы также изучаем, как расширить дерево роботов в других областях, таких как системы, предназначенные для задач обслуживания и ухода, включая, например, гуманоидные системы».
Рубрика: Hi-Tech и Наука. Читать весь текст на android-robot.com.