Zijn geledede robots veilig op de werkplek?

Een nieuwe studie suggereert dat het nog een lange tijd kan duren voordat we veilig kunnen omgaan met geledede robots in de echte wereld.

Onlangs is een studie gepubliceerd op de 2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) die licht werpt op het probleem van testen en karakteriseren van de veiligheid van geledede robots. Onder leiding van een team van onderzoekers aan The Ohio State University, richt de studie zich op deze soort machines, die mechanische ledematen gebruiken in plaats van wielen voor beweging. De resultaten van de studie laten zien dat de huidige modellen van geledede robots niet altijd voorspelbaar gedragen in real-life scenario’s, waardoor het moeilijk is om hun succes of falen in taken die beweging betreffen, te voorspellen.

Anti-Intuïtieve en Complexe Systemen

Bowen Weng is een PhD-student in elektrotechniek en informatica aan Ohio State.

“Ons onderzoek toont aan dat deze robotische systemen complex en, belangrijker nog, anti-intuïtief zijn,” zegt Bowen. “Het betekent dat je niet kunt vertrouwen op de mogelijkheid van de robot om te weten hoe hij moet reageren in bepaalde situaties, dus wordt de volledigheid van het testen nog belangrijker.”

De wetenschappelijke gemeenschap roept op tot universele veiligheidstestregels voor mobiele robots, aangezien ze steeds meer geavanceerde taken uitvoeren. De integratie van robots en kunstmatige intelligentie in ons dagelijks leven benadrukt de noodzaak van gestandaardiseerde veiligheidsmaatregelen. Geledede robots vormen in het bijzonder een aanzienlijk veiligheidsrisico, aangezien ze vaak van metaal zijn gemaakt en snelheden van maximaal 20 mph kunnen bereiken. Wanneer ze in real-world omgevingen samen met mensen opereren, benadrukt de onvoorspelbaarheid van deze omgevingen nog meer de noodzaak van strikte veiligheidsregels.

“Testen is eigenlijk het beoordelen van risico’s, en ons doel is om te onderzoeken hoeveel risico robotics momenteel voor gebruikers of klanten met zich meebrengt wanneer ze in een werkende toestand verkeren,” zegt Weng.

Weng merkt op dat er momenteel enkele veiligheidsspecificaties zijn voor de inzet van geledede robots, maar dat er nog geen algemene overeenstemming bestaat over het testen ervan in het veld.

Ontwikkeling van een Nieuw Kader voor het Testen van Geledede Robots

De studie is de eerste die een data-gedreven, scenario-gebaseerd veiligheidstestkader voor geledede robots ontwikkelt.

“In de toekomst kunnen deze robots mogelijk samenleven met mensen en zullen ze waarschijnlijk samen worden geproduceerd door meerdere internationale partijen,” zegt Weng. “Dus het hebben van veiligheids- en testregels is extreem belangrijk voor het succes van dit soort product.”

De studie maakt gebruik van sample-gebaseerde machine learning-algoritmes om te bepalen hoe gesimuleerde robots mogelijk zouden kunnen falen tijdens real-world tests. Het werd gedeeltelijk beïnvloed door Weng’s ervaring als onderzoeker van voertuigveiligheid bij het Transportation Research Center, een partner van de National Highway Traffic Safety Administration.

Het team heeft een reeks voorwaarden geëvalueerd die de stabiliteit van een robot waarborgen bij het navigeren in een nieuwe omgeving, wat wordt beschouwd als een van de cruciale factoren bij het bepalen van de algehele veiligheidsprestaties. Met behulp van algoritmes afgeleid van eerdere robotonderzoeken, ontwierp het team meerdere scenario’s voor de simulaties van de robots.

Een van de tests richtte zich op het onderzoeken van de mogelijkheid van de robot om te bewegen terwijl hij taken uitvoerde op verschillende gangen, zoals achteruit lopen of op zijn plaats stappen. In een andere test hebben de onderzoekers de stabiliteit van de robot getest toen hij met voldoende kracht werd geduwd om zijn richting te veranderen.

De resultaten toonden aan dat een robot in 3 van de 10 tests niet in staat was om zijn evenwicht te behouden toen hij werd gevraagd om zijn gangsnelheid te verhogen. Echter, een andere robot kon overeind blijven in 100 tests toen hij van zijn linkerkant werd geduwd, maar viel om in 5 van de 10 tests toen dezelfde kracht op zijn rechterkant werd toegepast.

Hoewel het nog even kan duren, heeft het kader van de onderzoekers het potentieel om de commerciële inzet van geledede robots te ondersteunen en een veiligheidsbenchmark te bieden voor robots met verschillende structuren en eigenschappen. Weng merkte op dat het nog even zal duren voordat het kader kan worden geïmplementeerd.

“We geloven dat deze data-gedreven aanpak zal helpen om een onbevooroordeelde, efficiëntere manier te creëren om observaties van robots te maken in de omstandigheden van een testomgeving,” zegt Weng. “Wat we naar streven is niet onmiddellijk, maar voor onderzoekers in de toekomst.”