Onko jalalliset robotit turvallisia työpaikalla?

Uusi tutkimus viittaa siihen, että voi kestää vielä pitkään, ennen kuin voimme turvallisesti vuorovaikuttaa jalallisilla roboteilla todellisessa maailmassa.

Äskettäin julkaistu tutkimus 2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) -konferenssissa on heittänyt valoa jalallisten robottien testaamiseen ja turvallisuuden määrittämiseen liittyvään ongelmaan. Tutkimuksen johtajana toimii Ohio State Universityn tutkijaryhmä, ja se keskittyy näihin konetyyppeihin, jotka käyttävät mekaanisia raajoja liikkumiseen pyörien sijaan. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että nykyiset jalalliset robotit eivät aina käyttäydy ennustettavasti todellisissa tilanteissa, mikä tekee niiden onnistumisen tai epäonnistumisen arvioinnista haastavaa liikkuessaan tehtävissä.

Epäintuitiiviset ja monimutkaiset järjestelmät

Bowen Weng on sähkö- ja tietotekniikan tohtorikoulutettava Ohio Statessa.

“Tutkimuksemme osoittaa, että nämä robottijärjestelmät ovat monimutkaisia ja ennen kaikkea epäintuitiivisia”, Bowen sanoo. “Tämä tarkoittaa, että et voi luottaa robotin kykyyn tietää, miten reagoida tietyissä tilanteissa, joten testauksen täydellisyys muodostuu entistä tärkeämmäksi.”

Tieteellinen yhteisö vaatii yleisiä turvallisuustestausmääräyksiä mobiilille roboteille, koska ne suorittavat yhä monimutkaisempia tehtäviä. Robottien ja tekoälyjen integrointi arkipäivään korostaa tarvetta standardoituille turvallisuusmittauksille. Jalalliset robotit erityisesti muodostavat merkittävän turvallisuusriskin, koska ne ovat usein valmistettu metallista ja voivat saavuttaa nopeuden jopa 20 mailia tunnissa. Kun ne toimivat todellisissa ympäristöissä ihmisten rinnalla, ympäristön epävarmuus korostaa entisestään tarvetta tiukille turvallisuussäännöille.

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

Weng huomauttaa, että vaikka jalallisten robottien käyttöönottoon on joitakin turvallisuusspesifikaatioita, ei ole yleistä sopimusta niiden testaamisesta kenttäolosuhteissa.

Uuden puitteiden kehittäminen jalallisten robottien testaamiseksi

Tutkimus on ensimmäinen, joka kehittää datalähtöisen, skenaariopohjaisen turvallisuustestauspuitteiden jalallisia robottieja varten.

“Tulevaisuudessa nämä robotit saattavat asua rinnakkain ihmisten kanssa, ja ne todennäköisesti valmistetaan yhteistyössä useiden kansainvälisten osapuolten kanssa”, Weng sanoo. “Siksi on erittäin tärkeää, että turvallisuus- ja testausmääräykset ovat paikallaan tämänkaltaisen tuotteen menestykselle.”

Tutkimus hyödyntää näytepohjaisia koneoppimisalgoritmeja määrittämään, miten simuloidut robotit voivat toimia väärin todellisissa testauksissa. Se sai vaikutteita Wengin kokemuksesta 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 turvallisuussuorituksen määrittämisessä. Aikaisempien robottikokeiden algoritmeista johdettujen algoritmien avulla tutkijaryhmä suunnitteli useita skenaarioita robottien simulaatioille.

Toisessa kokeessa tutkittiin robotin kykyä liikkua suorittaessaan tehtäviä eri askelnopeuksilla, kuten kävelemällä taaksepäin tai askelten vaihtamisella. Toisessa kokeessa tutkijat testasivat robotin vakautta, kun sitä työnnettiin tarpeeksi voimakkaasti muuttaakseen sen suuntaa.

Tulokset osoittivat, että yksi robotti epäonnistui säilyttämään tasapainoa 3 kerrasta 10 kokeessa, kun se pyydettiin lisäämään askelnopeutta. Toisaalta toinen robotti pystyi säilyttämään pystyasennonsa 100 kokeessa, kun se työnnettiin vasemmasta puolesta, mutta kaatui 5 kerrasta 10 kokeessa, kun sama voima kohdistettiin oikeaan puoleen.

Vaikka tämä saattaa kestää jonkin aikaa, tutkijoiden puitteilla on potentiaalia tukea jalallisten robottien kaupallista käyttöönottoa ja tarjota turvallisuusvertailukohta roboteille, joilla on erilaiset rakenteet ja ominaisuudet. Weng mainitsi, että kehyksen toteuttamiseen voi kestää jonkin aikaa.

“Uskomme, että tämä datalähtöinen lähestymistapa auttaa luomaan puolueettoman, tehokkaamman tavan tehdä havaintoja roboteista testiympäristön olosuhteissa”, Weng sanoo. “Mitä pyrimme saavuttamaan, ei ole välitöntä, vaan se on tulevaisuuden tutkijoita varten.”