Autonome Robot Opent en Laadt Zichzelf terwijl het Deuren Opent

Een team van ingenieursstudenten aan de Universiteit van Cincinnati bouwt een autonome robot die zijn eigen deuren kan openen en de dichtstbijzijnde elektrische wandcontactdoos kan vinden, waardoor het zonder menselijke hulp kan opladen.

De nieuwe studie werd gepubliceerd in het tijdschrift IEEE Access.

Deuren – Een Robots Kryptoniet

Een van de grootste obstakels voor robots zijn deuren.

Ou Ma is een professor in de lucht- en ruimtevaarttechniek aan de Universiteit van Cincinnati.

“Robots kunnen veel dingen doen, maar als je er een wilt hebben die een deur zelf opent en door de deuropening gaat, is dat een enorme uitdaging,” zei Ma.

Het team kon dit probleem overwinnen in driedimensionale digitale simulaties, en het is een grote stap voorwaarts voor hulprobotics. Deze robots kunnen onder meer vacuümmachines en desinfectiemiddelen voor kantoren, luchthavens en ziekenhuizen omvatten. Ze maken een groot deel uit van de 27 miljard dollar omvattende robotindustrie.

Yufeng Sun is de auteur van de studie en een doctoraal student aan de UC College of Engineering and Applied Science.

Volgens Sun hebben sommige onderzoekers dit probleem omzeild door een hele kamer te scannen om een 3D-digitaal model te maken, waardoor een robot een deur kan lokaliseren. Echter, dit is een tijdrovende oplossing die alleen van toepassing is op de gescande kamer.

Er zijn veel uitdagingen om een autonome robot te ontwikkelen die een deur zelf kan openen. Ten eerste komen ze in verschillende kleuren en maten, en hebben ze verschillende handvatten die lager of hoger kunnen zijn. Robots moeten ook weten hoeveel kracht ze moeten gebruiken om deuren te openen om weerstand te overwinnen. Aangezien veel openbare deuren zelfsluitend zijn, kan een robot zijn greep verliezen en opnieuw moeten beginnen.

https://www.youtube.com/watch?v=O_FV47hIRus

Machinaal Leren

Door middel van machinaal leren hebben de UC-studenten de robot in staat gesteld om zichzelf te “leren” hoe een deur te openen door trial and error. Dit betekent dat de robot zijn fouten corrigeert terwijl hij gaat, en simulaties helpen hem zich voor te bereiden op de daadwerkelijke taak.

“De robot heeft voldoende gegevens of ‘ervaringen’ nodig om hem te trainen,” zei Sun. “Dit is een grote uitdaging voor andere robottoepassingen die gebruikmaken van AI-gebaseerde benaderingen voor het uitvoeren van taken in de echte wereld.”

Sun en UC-masterstudent Sam King zijn nu het succesvolle simulatieonderzoek aan het omzetten in een echte robot.

“De uitdaging is hoe dit geleerde controlebeleid van simulatie naar realiteit over te dragen, vaak aangeduid als een ‘Sim2Real’-probleem,” zei Sun.

Een andere uitdaging is dat digitale simulaties meestal alleen 60% tot 70% succesvol zijn in de eerste toepassingen in de echte wereld, dus Sun plant om minstens een jaar te besteden aan het perfectioneren van het nieuwe autonome robot systeem.