Autonom Robot Åbner og Lukker Døre Samtidig med at den Genoplader sig selv

Et hold ingeniørstuderende ved University of Cincinnati er i gang med at bygge en autonom robot, der kan åbne sine egne døre og finde den nærmeste el-dåse, hvilket giver den mulighed for at genoplade sig selv uden menneskelig assistance.

Den nye studie er offentliggjort i tidsskriftet IEEE Access.

Døre – En Robots Akilleshæl

En af de største udfordringer for robotter er døre.

Ou Ma er professor i luft- og rumfartsingeniørvidenskab ved University of Cincinnati.

“Roboter kan gøre mange ting, men hvis du vil have en robot til at åbne en dør selv og gå gennem døren, er det en enorm udfordring,” sagde Ma.

Holdet var i stand til at overvinde dette problem i tredimensionelle digitale simulationer, og det er et stort skridt fremad for hjælperoboter. Disse robotter kan inkludere dem, der rengør og desinficerer kontorbygninger, lufthavne og hospitaler. De udgør en stor del af den 27 milliarder dollars store robotindustri.

Yufeng Sun er studiets førsteforfatter og en ph.d.-studerende ved UC College of Engineering and Applied Science.

Ifølge Sun har nogle forskere arbejdet omkring dette problem ved at scannen et helt rum for at oprette en 3D-digital model, hvilket giver en robot mulighed for at lokalisere en dør. Men dette er en tidskrævende løsning, der kun er anvendelig på det rum, der scannes.

Der er mange udfordringer i udviklingen af en autonom robot, der kan åbne en dør selv. Først og fremmest kommer døre i forskellige farver og størrelser, og de har forskellige håndtag, der kan være lavere eller højere. Robotter kræver også at vide, hvor meget kraft de skal bruge til at åbne døre for at overvinde modstanden. Da mange offentlige døre er selv-lukkende, kan en robot miste grebet og være nødt til at starte forfra.

https://www.youtube.com/watch?v=O_FV47hIRus

Brug af Maskinlæring

Gennem brug af maskinlæring har UC-studerende gjort det muligt for robotter at “lære” selv at åbne en dør gennem prøvning og fejl. Dette betyder, at robotterne korrekturerer deres fejl, mens de går, og simulationer hjælper dem med at forberede sig på den faktiske opgave.

“Robotten har brug for tilstrækkelige data eller ‘erfaringer’ til at hjælpe med at træne den,” sagde Sun. “Dette er en stor udfordring for andre robotanvendelser, der bruger AI-baserede tilgange til at udføre virkelige opgaver.”

Sun og UC-masterstuderende Sam King er nu i gang med at omdanne den succesfulde simulationsstudie til en rigtig robot.

“Udfordringen er, hvordan man overfører denne læring til virkeligheden, ofte kaldet et ‘Sim2Real’-problem,” sagde Sun.

En anden udfordring er, at digitale simulationer normalt kun er 60% til 70% succesfulde i de første virkelige anvendelser, så Sun planlægger at bruge mindst et år på at perfektionere det nye autonome robot-system.