Ovatko jalkarobotit turvallisia työpaikalla?

Uusi tutkimus viittaa siihen, että saattaa kestää vielä kauan ennen kuin voimme olla turvallisesti vuorovaikutuksessa jalkarobottien kanssa todellisessa maailmassa.

Viime opiskella Vuoden 2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) -julkaisu on tuonut valoa jalkarobottien turvallisuuden testaamiseen ja karakterisointiin. Ohion osavaltion yliopiston tutkijaryhmän johtama tutkimus keskittyy tämäntyyppisiin koneisiin, jotka käyttävät mekaanisia raajoja pyörien sijaan liikkumiseen. Tutkimuksen tulokset paljastavat, että nykyiset jalkarobottien mallit eivät aina toimi ennustettavasti tosielämän skenaarioissa, minkä vuoksi on haastavaa ennakoida niiden onnistumista tai epäonnistumista liikettä sisältävissä tehtävissä.

Anti-intuitiiviset ja monimutkaiset järjestelmät

Bowen Weng on sähkö- ja tietokonetekniikan tohtoriopiskelija Ohion osavaltiossa.

"Työmme paljastaa, että nämä robottijärjestelmät ovat monimutkaisia ​​ja mikä tärkeintä, anti-intuitiivisia", Bowen sanoi. "Se tarkoittaa, että et voi luottaa robotin kykyyn reagoida tietyissä tilanteissa, joten testauksen täydellisyys tulee entistä tärkeämmäksi."

Tiedeyhteisö vaatii yleisiä turvallisuustestausmääräyksiä mobiiliroboteille, koska ne suorittavat yhä enemmän edistyneempiä tehtäviä. Robottien ja tekoälyn integroiminen jokapäiväiseen elämäämme korostaa standardoitujen turvatoimien tarvetta. Erityisesti jalkarobotit muodostavat merkittävän turvallisuusriskin, koska ne on usein valmistettu metallista ja voivat saavuttaa jopa 20 km/h nopeuden. Todellisissa ympäristöissä ihmisten rinnalla toimiessa näiden ympäristöjen arvaamattomuus korostaa entisestään tiukkojen turvallisuusmääräysten tarvetta.

"Testauksessa on kyse riskin arvioinnista, ja tavoitteenamme on tutkia, kuinka paljon riskiä robotiikka tällä hetkellä aiheuttaa käyttäjille tai asiakkaille työkunnossa", Weng sanoo.

Weng huomauttaa, että vaikka jalkarobottien käyttöönotolle on tällä hetkellä olemassa joitakin turvallisuusvaatimuksia, niiden testaamisesta kentällä ei vieläkään ole yhteistä sopimusta.

Uuden kehyksen kehittäminen jalkarobottien testaamiseen

Tutkimus on ensimmäinen, joka kehittää tietoihin perustuvan skenaariopohjaisen turvallisuustestauskehyksen lehtiroboteille.

"Tulevaisuudessa näillä roboteilla saattaa olla mahdollisuus elää ihmisten kanssa rinnakkain, ja ne todennäköisesti tuotetaan useiden kansainvälisten tahojen yhteistyössä", Weng sanoo. "Joten turvallisuus- ja testausmääräykset ovat äärimmäisen tärkeitä tämäntyyppisten tuotteiden menestykselle."

Tutkimuksessa hyödynnetään näytepohjaisia ​​koneoppimisalgoritmeja sen määrittämiseksi, kuinka simuloidut robotit voivat toimia virheellisesti tosielämän testien aikana. Siihen vaikutti osittain Wengin kokemus ajoneuvoturvallisuuden tutkijana Transportation Research Centerissä, joka on National Highway Traffic Safety Administrationin yhteistyökumppani.

Tiimi arvioi joukon olosuhteita, jotka varmistavat robotin vakauden navigoidessaan uudessa ympäristössä, mikä on yksi ratkaisevista tekijöistä määritettäessä sen yleistä turvallisuutta. Aiemmista robotiikkakokeista saatujen algoritmien avulla tiimi suunnitteli useita skenaarioita robottien simulaatioille.

Yhdessä kokeessa tutkittiin robotin kykyä liikkua suorittaessaan tehtäviä eri askelilla, kuten kävelemällä taaksepäin tai astumalla paikalleen. Toisessa kokeessa tutkijat testasivat robotin vakautta, kun sitä työnnettiin riittävällä voimalla muuttaakseen sen suuntaa.

Tulokset osoittivat, että yksi robotti ei onnistunut säilyttämään tasapainoa kolmessa kymmenestä kokeesta, kun sitä pyydettiin lisäämään kävelynopeuttaan. Toinen robotti pystyi kuitenkin pysymään pystyasennossa 3 kokeessa, kun sitä työnnettiin vasemmalta puoleltaan, mutta kaatui 10:ssä kymmenestä, kun sama voima kohdistettiin sen oikealle puolelle.

Vaikka se voi viedä jonkin aikaa, tutkijoiden viitekehyksellä on potentiaalia tukea jalkarobottien kaupallista käyttöönottoa ja tarjota turvallisuuden vertailukohta roboteille, joilla on erilaiset rakenteet ja ominaisuudet. Weng mainitsi, että kestää jonkin aikaa, ennen kuin kehys voidaan ottaa käyttöön.

"Uskomme, että tämä datalähtöinen lähestymistapa auttaa luomaan puolueettoman ja tehokkaamman tavan tehdä havaintoja roboteista testiympäristön olosuhteissa", Weng sanoo. "Se, mitä pyrimme saavuttamaan, ei ole välitöntä, vaan tuleville tutkijoille."