Είναι οι Ρομποτικοί Εξοπλισμοί με Πόδια Ασφαλείας στον Χώρο Εργασίας;

Μια νέα μελέτη υποδηλώνει ότι μπορεί να χρειαστεί ακόμη πολύς χρόνος trước να μπορέσουμε να αλληλεπιδράσουμε με ρομποτικούς εξοπλισμούς με πόδια στον πραγματικό κόσμο με ασφάλεια.

Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στη Διάσκεψη IEEE/RSJ για Ευφυείς Ρομποτικούς Συστήματα (IROS) του 2022 έχει φωτίσει το ζήτημα της δοκιμής και χαρακτηρισμού της ασφάλειας των ρομποτικών εξοπλισμών με πόδια. Η μελέτη, η οποία πραγματοποιήθηκε από μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο του Οχάιο, 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 των ρομποτικών εξοπλισμών με πόδια δεν συμπεριφέρονται πάντα προβλέψιμα σε πραγματικές καταστάσεις, 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. «Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορείτε να βασιστείτε στην ικανότητα του ρομποτικού να ξέρει πώς να αντιδράσει σε ορισμένες καταστάσεις, έτσι η ολοκλήρωση της δοκιμής γίνεται ακόμη πιο σημαντική.»

Η επιστημονική κοινότητα ζητά τη δημιουργία καθολικών κανονισμών ασφάλειας για κινητά ρομποτικά συστήματα, καθώς αυτά εκτελούν ολοένα και πιο προηγμένα καθήκοντα. Η ενσωμάτωση ρομποτικών συστημάτων και τεχνητής νοημοσύνης στη ζωή μας υπογραμμίζει την ανάγκη για τυποποιημένα μέτρα ασφάλειας. Οι ρομποτικοί εξοπλισμοί με πόδια, ιδιαίτερα, συνιστούν σημαντικό κίνδυνο ασφάλειας, καθώς είναι συχνά κατασκευασμένοι από μέταλλο και μπορούν να φτάσουν ταχύτητες μέχρι 20 μίλια την ώρα. Όταν λειτουργούν σε πραγματικές περιβαλλοντικές συνθήκες μαζί με ανθρώπους, η αβεβαιότητα 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 ερευνήσουμε πόσο κίνδυνο αντιπροσωπεύει η ρομποτική για τους χρήστες ή τους πελάτες ενώ βρίσκεται σε λειτουργία», λέει ο Weng.

Ο Weng σημειώνει ότι, αν και υπάρχουν κάποιοι κανονισμοί ασφάλειας σε ισχύ για την ανάπτυξη των ρομποτικών εξοπλισμών με πόδια, δεν υπάρχει ακόμη κοινή συμφωνία σχετικά με τη δοκιμή τους στο πεδίο.

Ανάπτυξη ενός Νέου Πλαισίου για τη Δοκιμή Ρομποτικών Εξοπλισμών με Πόδια

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

«Στο μέλλον, αυτοί οι ρομποτικοί εξοπλισμοί μπορεί να έχουν την ευκαιρία να ζήσουν μαζί με τους ανθρώπους και θα παραχθούν πιθανώς από πολλαπλά διεθνή μέρη», λέει ο Weng. «Έτσι, η ύπαρξη κανονισμών ασφάλειας και δοκιμής είναι εξαιρετικά σημαντική για την επιτυχία αυτού του είδους προϊόντων.»

Η μελέτη αξιοποιεί αλγόριθμους μηχανικής μάθησης με βάση δείγματα για να καθορίσει πώς οι προσομοιωμένοι ρομποτικοί εξοπλισμοί μπορεί να δυσλειτουργήσουν κατά τη διάρκεια πραγματικών δοκιμών. Η μελέτη επηρεάστηκε εν μέρει από την εμπειρία του Weng ως ερευνητή ασφάλειας οχημάτων στο Κέντρο Ερευνών Μεταφορών, einem партνέρ του Εθνικού Οργανισμού Ασφάλειας Οδικής Κυκλοφορίας.

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

Μια δοκιμή επικεντρώθηκε στη διερεύνηση της ικανότητας του ρομποτικού εξοπλισμού να κινείται ενώ εκτελεί εργασίες σε διαφορετικές ταχύτητες, όπως το περπάτημα προς τα πίσω ή το βήμα στο ίδιο σημείο. Σε μια άλλη δοκιμή, οι ερευνητές δοκιμάζουν τη σταθερότητα του ρομποτικού εξοπλισμού όταν推 με αρκετή δύναμη για να αλλάξει την κατεύθυνσή του.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ένας ρομποτικός εξοπλισμός απέτυχε να διατηρήσει την ισορροπία σε 3 από τις 10 δοκιμές όταν ζητήθηκε να αυξήσει την ταχύτητά του. Ωστόσο, ένας άλλος ρομποτικός εξοπλισμός ήταν σε θέση να παραμείνει όρθιος σε 100 δοκιμές όταν推 από την αριστερή πλευρά, αλλά έπεσε σε 5 από τις 10 δοκιμές όταν η ίδια δύναμη εφαρμόστηκε στη δεξιά πλευρά.

Αν και μπορεί να χρειαστεί κάποιος χρόνος, το πλαίσιο των ερευνητών έχει το δυναμικό να υποστηρίξει την εμπορική ανάπτυξη των ρομποτικών εξοπλισμών με πόδια και να παρέχει ένα πρότυπο ασφάλειας για ρομποτικούς εξοπλισμούς με διαφορετικές δομές και ιδιότητες. Ο Weng ανέφερε ότι θα χρειαστεί κάποιος χρόνος πριν το πλαίσιο μπορέσει να εφαρμοστεί.

«Πιστεύουμε ότι αυτή η δεδομενο-κίνητη προσέγγιση θα βοηθήσει να δημιουργηθεί ένας αμερόληπτος, πιο αποτελεσματικός τρόπος για να κάνουμε παρατηρήσεις των ρομποτικών εξοπλισμών σε συνθήκες δοκιμής», λέει ο Weng. «Αυτό που εργαζόμαστε δεν είναι άμεσο, αλλά για τους ερευνητές στο μέλλον.»