Gli ingegneri creano robot che possono spostare oggetti grandi in modo cooperativo

Gli ingegneri del laboratorio di robotica intelligente e sistemi autonomi dell’Università di Cincinnati hanno sviluppato un’intelligenza artificiale (AI) per addestrare i robot a spostare oggetti grandi in modo cooperativo. Il team ha dimostrato la capacità dei robot di spostare un lungo bastone intorno a ostacoli e una porta stretta in simulazioni al computer.

Secondo Andrew Barth, uno studente di dottorato alla Facoltà di Ingegneria e Scienza Applicata dell’UC, il compito di spostare tali oggetti è un compito ideale per i robot.

“Abbiamo reso il compito un po’ più difficile per noi stessi. Vogliamo raggiungere l’obiettivo con la minima comunicazione possibile tra i robot”, ha detto Barth.

Barth è l’autore principale dello studio pubblicato sulla rivista Intelligent Service Robotics. I coautori della ricerca includevano il professor Ma, lo studente di dottorato dell’UC Yufeng Sun e il ricercatore senior dell’UC Lin Zhang.

Test del sistema

Nei test, nessuno dei robot ha diretto l’altro e non hanno condiviso la strategia prima di eseguire il compito. I robot si sono affidati alla logica fuzzy genetica, che è un tipo di intelligenza artificiale che è una tecnica di controllo intelligente in cui il sistema mimica il ragionamento umano. Ciò avviene sostituendo una semplice classificazione binaria con gradi di giusto e sbagliato e modificando le soluzioni individuali per “imparare” dai risultati passati.

“Alla fine, vogliamo espandere questo a 10 o più robot che lavorano cooperativamente su un progetto”, ha detto Barth. “Se si vuole costruire un habitat gigante nello spazio, ad esempio, si avrà bisogno di molti robot che lavorano insieme. Ma se si fa affidamento a una rete di comunicazione e questa va giù, allora l’intero progetto è finito”.

Secondo Barth, i robot indipendenti significano che la perdita di uno non porterà al fallimento del compito, poiché gli altri possono compensare.

Il compito assegnato ai robot consisteva nel trasportare il divano virtuale intorno a due ostacoli e attraverso una porta stretta e lo hanno completato il 95% delle volte nelle simulazioni. I partner di lavoro dei robot hanno anche dimostrato un tasso di successo del 93% in una nuova scenariata in cui c’erano due oggetti sconosciuti e una porta di destinazione in una posizione diversa. I robot hanno dimostrato un tasso di accuratezza quasi uguale e non hanno richiesto un addestramento. Ancor più impressionante, hanno dimostrato lo stesso quando vari fattori come la dimensione dell’oggetto sono stati modificati.

“Se si possono addestrare i robot a lavorare in modo semi-indipendente con la minima quantità di informazioni possibile, allora si è reso il sistema più robusto al fallimento e lo si è reso più facile per grandi gruppi di collaborare”, ha detto Barth.

“Il nostro obiettivo a lungo termine è che più robot possano cooperare per eseguire compiti difficili – come spostare mobili”, ha detto Ma.

Creare nuove opportunità

Secondo Ma, i robot collaborativi potrebbero creare grandi nuove opportunità in vari campi e nuove funzionalità di sicurezza potrebbero migliorare la sicurezza dei robot.

“Ci sono una serie di applicazioni. In qualsiasi posto ci siano lavori che molte persone stanno facendo nel futuro, si potrebbero avere più robot che li stanno facendo”, ha detto Ma. “Attualmente, la maggior parte dei robot lavora da sola. Ma in futuro avremo bisogno di più robot che lavorano insieme proprio come le persone lo fanno ora”.

Il team sta sviluppando un sistema di controllo che è scalabile, che consente a più robot di completare un compito.

“E non è necessario riaddestrarli se all’improvviso sono solo quattro o sei”, ha detto. “Se uno o due falliscono, gli altri possono continuare. Questo è il punto chiave”.