Είναι τα Ρομπότ με Πόδια Ασφαλή στον Χώρο Εργασίας;

Μια νέα μελέτη υποδηλώνει ότι μπορεί να χρειαστεί ακόμη πολύς χρόνος πριν μπορούμε να αλληλεπιδρούμε ασφαλώς με ρομπότ με πόδια στον πραγματικό κόσμο.

Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στη Διάσκεψη IEEE/RSJ για Ευφυή Ρομπότ και Συστήματα (IROS) του 2022 έχει ρίψει φως στο ζήτημα της δοκιμής και χαρακτηρισμού της ασφάλειας των ρομπότ με πόδια. Υπό την ηγεσία μιας ομάδας ερευνητών στο Πανεπιστήμιο του Οχάιο, η μελέτη επικεντρώνεται σε αυτούς τους τύπους μηχανημάτων, τα οποία χρησιμοποιούν μηχανικά άκρα αντί για τροχούς για κίνηση. Τα αποτελέσματα της μελέτης αποκαλύπτουν ότι τα τρέχοντα μοντέλα ρομπότ με πόδια δεν συμπεριφέρονται πάντα προβλέψιμα σε σενάρια της πραγματικής ζωής, καθιστώντας δύσκολο να προβλεφθεί η επιτυχία ή η αποτυχία τους σε εργασίες που涉ρούν κίνηση.

Αντι-Ευλογικά και Συμπλέγματα Συστήματα

Ο Bowen Weng είναι φοιτητής διδακτορικού στο τμήμα ηλεκτρικής και υπολογιστικής μηχανικής στο Οχάιο.

“Η εργασία μας αποκαλύπτει ότι αυτά τα ρομποτικά συστήματα είναι συμπλέγματα και, πιο σημαντικά, αντι-ευλογικά”, είπε ο Bowen. “Σημαίνει ότι δεν μπορείτε να βασιστείτε στην ικανότητα του ρομπότ να ξέρει πώς να αντιδράσει σε bestimmμένες καταστάσεις, έτσι η ολοκλήρωση της δοκιμής γίνεται ακόμη πιο σημαντική.”

Η επιστημονική κοινότητα ζητά από τον καθορισμό καθολικών κανονισμών για τη δοκιμή της ασφάλειας των κινητών ρομπότ, καθώς αυτά εκτελούν όλο και πιο προηγμένα καθήκοντα. Η ενσωμάτωση ρομπότ και τεχνητής νοημοσύνης στη καθημερινή μας ζωή υπογραμμίζει την ανάγκη για стандαρδποιημένα μέτρα ασφάλειας. Τα ρομπότ με πόδια, ειδικά, αποτελούν σημαντικό κίνδυνο ασφάλειας, καθώς είναι συχνά κατασκευασμένα από μέταλλο και μπορούν να φτάσουν ταχύτητες μέχρι 20 μίλια την ώρα. Όταν λειτουργούν σε πραγματικά περιβάλλοντα δίπλα σε ανθρώπους, η απρόβλεπτη φύση αυτών των περιβαλλόντων υπογραμμίζει ακόμη περισσότερο την ανάγκη για αυστηρούς κανονισμούς ασφάλειας.

“Η δοκιμή είναι πραγματικά για την αξιολόγηση του κινδύνου, και ο στόχος μας είναι να διερευνήσουμε πόσο κίνδυνο παρουσιάζουν τα ρομπότ στην τρέχουσα κατάσταση σε χρήστες ή πελάτες”, λέει ο Weng.

Ο Weng σημειώνει ότι ενώ υπάρχουν κάποιοι κανονισμοί ασφάλειας στη θέση για την ανάπτυξη ρομπότ με πόδια, δεν υπάρχει ακόμη κάποια κοινή συμφωνία σχετικά με τη δοκιμή τους στο πεδίο.

Ανάπτυξη ενός Νέου Πλαισίου για τη Δοκιμή Ρομπότ με Πόδια

Η μελέτη είναι η πρώτη που αναπτύσσει ένα δεδομένα-κίνητο, σενάριο-βασισμένο πλαίσιο δοκιμής ασφάλειας για ρομπότ με πόδια.

“Στο μέλλον, αυτά τα ρομπότ μπορεί να έχουν την ευκαιρία να ζήσουν μαζί με τους ανθρώπους και θα παραχθούν πιθανότατα από πολλαπλά διεθνή μέρη”, λέει ο Weng. “Έτσι, η ασφάλεια και οι κανονισμοί δοκιμής είναι εξαιρετικά σημαντικοί για την επιτυχία αυτού του είδους προϊόντων.”

Η μελέτη αξιοποιεί αλγόριθμους μηχανικής μάθησης με βάση δείγματα για να καθορίσει πώς τα προσομοιωμένα ρομπότ μπορεί να δυσλειτουργήσουν κατά τη διάρκεια δοκιμών του πραγματικού κόσμου. Η μελέτη επηρεάστηκε εν μέρει από την εμπειρία του Weng ως ερευνητή ασφάλειας οχημάτων στο Κέντρο Ερευνών Μεταφορών, einem партνέρ του Εθνικού Οργανισμού Ασφάλειας Οδικών Μεταφορών.

Η ομάδα αξιολόγησε ένα σύνολο συνθηκών που διασφαλίζουν τη σταθερότητα του ρομπότ κατά την πλοήγηση σε ένα νέο περιβάλλον, το οποίο θεωρείται ένας από τους κρίσιμους παράγοντες για τον καθορισμό της συνολικής του απόδοσης ασφάλειας. Χρησιμοποιώντας αλγόριθμους που προέρχονται από προηγούμενες πειραματικές εργασίες ρομπότ, η ομάδα σχεδίασε πολλαπλά σενάρια για τις προσομοιώσεις των ρομπότ.

Μια δοκιμή επικεντρώθηκε στην εξέταση της ικανότητας του ρομπότ να κινείται ενώ εκτελεί εργασίες σε διαφορετικές ταχύτητες, όπως το περπάτημα προς τα πίσω ή το βήμα στο χώρο. Σε μια άλλη δοκιμή, οι ερευνητές δοκιμάζουν τη σταθερότητα του ρομπότ όταν το πιέζουν με αρκετή δύναμη για να αλλάξουν την κατεύθυνσή του.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ένα ρομπότ απέτυχε να διατηρήσει την ισορροπία σε 3 από τις 10 δοκιμές όταν του ζητήθηκε να αυξήσει την ταχύτητά του. Ωστόσο, ένα άλλο ρομπότ ήταν σε θέση να παραμείνει όρθιο σε 100 δοκιμές όταν πιέστηκε από την αριστερή του πλευρά, αλλά έπεσε σε 5 από τις 10 δοκιμές όταν η ίδια δύναμη εφαρμόστηκε στη δεξιά του πλευρά.

Αν και μπορεί να χρειαστεί κάποιο χρόνος, το πλαίσιο των ερευνητών έχει το δυναμικό να υποστηρίξει την εμπορική ανάπτυξη ρομπότ με πόδια και να παρέχει ένα μέτρο ασφάλειας για ρομπότ με διαφορετική δομή και ιδιότητες. Ο Weng ανέφερε ότι θα χρειαστεί κάποιο χρόνος πριν το πλαίσιο μπορεί να εφαρμοστεί.

“Πιστεύουμε ότι αυτή η προσέγγιση με βάση τα δεδομένα θα βοηθήσει να δημιουργηθεί ένας αμερόληπτος, πιο αποτελεσματικός τρόπος για να παρατηρήσουμε τα ρομπότ σε συνθήκες δοκιμής”, λέει ο Weng. “Αυτό που εργαζόμαστε δεν είναι άμεσο, αλλά για τους ερευνητές στο μέλλον.”