Onko jalalliset robotit turvallisia työpaikalla?

Uusi tutkimus osoittaa, että saattaa kestää vielä pitkän aikaa, ennen kuin voimme turvallisesti vuorovaikuttaa jalallisilla robooteilla todellisessa maailmassa.

Äskettäin julkaistu tutkimus 2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) -konferenssissa on heittänyt valoa jalallisten roboottien turvallisuuden testaamiseen ja karakterisointiin liittyvään ongelmaan. Tutkimusta johti The Ohio State Universityn tutkijaryhmä, ja se keskittyi näihin konetyyppeihin, jotka käyttävät mekaanisia raajoja pyörien sijaan liikkumiseen. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että jalallisten roboottien nykyiset mallit eivät aina käyttäydy ennustettavasti todellisissa tilanteissa, mikä tekee haasteelliseksi ennustaa niiden onnistumista tai epäonnistumista liikkuessa.

Epäintuitiiviset ja monimutkaiset järjestelmät

Bowen Weng on sähkö- ja tietotekniikan tohtorikoulutettava Ohio Statessa.

“Tutkimuksemme osoittaa, että nämä robotti-järjestelmät ovat monimutkaisia ja ennen kaikkea epäintuitiivisia”, Bowen sanoi. ”Tämä tarkoittaa, että et voi luottaa robotin kykyyn tietää, miten se reagoi tiettyihin tilanteisiin, joten testauksen täydellisyys on entistä tärkeämpää.”

Tieteellinen yhteisö vaatii yleispäteviä turvallisuustestausmääräyksiä liikkuville robooteille, koska ne suorittavat yhä monimutkaisempia tehtäviä. Robottien ja tekoälyjen integrointi arkipäivän elämäämme korostaa standardoitujen turvallisuusmittausten tarpeen. Jalalliset robotit erityisesti muodostavat merkittävän turvallisuusriskin, koska ne usein koostuvat metallista ja voivat saavuttaa nopeuden jopa 20 mailia tunnissa. Toimittaessaan todellisissa ympäristöissä ihmisten rinnalla, näiden ympäristöjen ennustamattomuus korostaa entisestään tiukkojen turvallisuusmääräysten tarpeen.

“Testaus on todella riskin arviointia, ja pyrimme tutkimaan, miten paljon riskiä robotiikka esittää käyttäjille tai asiakkaille työskentelevässä kunnossa”, Weng sanoo.

Weng huomauttaa, että vaikka jalallisia roboteille on jo joitakin turvallisuusspesifikaatioita käytössä, niiden kenttätestaamisesta ei vielä ole yhteistä sopimusta.

Uuden puitteiden kehittäminen jalallisten roboottien testaamiseksi

Tutkimus on ensimmäinen, joka kehittää dataohjatun, skenaariopohjaisen turvallisuustestauspuitteiden jalallisia roboteille.

“Tulevaisuudessa nämä robotit saattavat saada mahdollisuuden elää rinnakkain ihmisten kanssa, ja ne todennäköisesti tuotetaan yhteistyössä useiden kansainvälisten osapuolten kanssa”, Weng sanoo. ”Niinpä on erittäin tärkeää, että turvallisuus- ja testausmääräykset ovat paikallaan tämänkaltaisen tuotteen menestyksen kannalta.”

Tutkimus hyödyntää näytepohjaisia koneoppimisalgoritmeja määrittämään, miten simuloitujen robottien voi toimia väärin todellisissa testeissä. Se sai vaikutteita Wengin kokemuksista ajoneuvoturvalleen tutkijana Transportation Research Centerissä, joka on National Highway Traffic Safety Administrationin kumppani.

Tutkijaryhmä arvioi joukon olosuhteita, jotka varmistavat robotin vakauden uuden ympäristön navigoinnissa, mikä on yksi ratkaisevista tekijöistä sen yleisen turvallisuussuorituskyvyn määrittämisessä. Aiempien robotti-kokeiden algoritmeista johdettujen algoritmien avulla tutkijaryhmä suunnitteli useita skenaarioita robottien simulaatioille.

Yksi koe keskittyi tutkimaan robotin kykyyn liikkua suorittaessaan tehtäviä eri askelilla, kuten kävelemällä taaksepäin tai askelten vaihtamalla paikallaan. Toisessa kokeessa tutkijat testasivat robotin vakautta, kun sitä työnnettiin tarpeeksi voimakkaasti muuttaakseen sen suuntaa.

Tulokset osoittivat, että yksi robotti epäonnistui säilyttämään tasapainoa 3 kokeista 10, kun se pyydettiin lisäämään askeltansa. Toisaalta toinen robotti pystyi säilyttämään tasapainoa 100 kokeessa, kun sitä työnnettiin vasemmasta puolelta, mutta kaatui 5 kokeessa 10, kun sama voima kohdistettiin oikeaan puoleen.

Vaikka siitä saattaa kestää jonkin aikaa, tutkijoiden puitteilla on potentiaalia tukea jalallisten roboottien kaupallista käyttöönottoa ja tarjota turvallisuusvertailukohta erilaisilla rakenteilla ja ominaisuuksilla varustetuille robooteille. Weng mainitsi, että siitä on vielä jonkin aikaa, ennen kuin puitteet voidaan ottaa käyttöön.

“Uskomme, että tämä dataohjattu lähestymistapa auttaa luomaan puolueettoman, tehokkaamman tavan tehdä havaintoja robooteista testiympäristön olosuhteissa”, Weng sanoo. ”Mitä me pyrimme, ei ole välitöntä, vaan tutkijoille eteenpäin.”