Il robot autonomo trova e apre le porte mentre si ricarica

Un team di studenti di ingegneria dell'Università di Cincinnati sta costruendo un robot autonomo in grado di aprire le proprie porte e trovare la presa elettrica più vicina, che gli consente di ricaricarsi senza l'assistenza umana.

Il nuovo studio è stato pubblicato sulla rivista Accesso IEEE. 

Porte: la kryptonite di un robot

Uno dei maggiori ostacoli per i robot sono le porte. 

Ou Ma è professore di ingegneria aerospaziale all'Università di Cincinnati. 

"I robot possono fare molte cose, ma se vuoi che uno apra una porta da solo e attraversi la porta, questa è una sfida tremenda", ha detto Ma.

Il team è stato in grado di superare questo problema nelle simulazioni digitali tridimensionali, ed è un importante passo avanti per i robot ausiliari. Questi robot possono includere quelli che aspirano e disinfettano edifici per uffici, aeroporti e ospedali. Costituiscono gran parte dell'industria della robotica da 27 miliardi di dollari. 

Yufeng Sun è l'autore principale dello studio e uno studente di dottorato dell'UC College of Engineering and Applied Science. 

Secondo Sun, alcuni ricercatori hanno risolto questo problema scansionando un'intera stanza per creare un modello digitale 3D, che consente a un robot di individuare una porta. Tuttavia, questa è una soluzione che richiede tempo ed è applicabile solo alla stanza sottoposta a scansione. 

Ci sono molte sfide nello sviluppo di un robot autonomo per aprire una porta da solo. Innanzitutto, sono disponibili in diversi colori e dimensioni e hanno maniglie diverse che potrebbero essere più basse o più alte. I robot devono anche sapere quanta forza usare per aprire le porte per superare la resistenza. Poiché molte porte pubbliche si chiudono automaticamente, un robot può perdere la presa e dover ricominciare da capo.

Utilizzo dell'apprendimento automatico

Attraverso l'uso dell'apprendimento automatico, gli studenti UC hanno permesso al robot di "insegnare" a se stesso come aprire una porta attraverso tentativi ed errori. Ciò significa che il robot corregge i suoi errori man mano che procede e le simulazioni lo aiutano a prepararsi per il compito vero e proprio.

"Il robot ha bisogno di dati o 'esperienze' sufficienti per addestrarlo", ha detto Sun. "Questa è una grande sfida per altre applicazioni robotiche che utilizzano approcci basati sull'intelligenza artificiale per svolgere attività nel mondo reale". 

Sun e lo studente del master UC Sam King stanno ora convertendo lo studio di simulazione di successo in un vero robot. 

"La sfida è come trasferire questa politica di controllo appresa dalla simulazione alla realtà, spesso indicata come un problema 'Sim2Real'", ha affermato Sun.

Un'altra sfida è che le simulazioni digitali di solito hanno successo solo dal 60% al 70% nelle applicazioni iniziali del mondo reale, quindi Sun prevede di dedicare almeno un anno al perfezionamento del nuovo sistema robotico autonomo.