Engenheiros Criam Robôs que Podem Mover Objetos Grandes de Forma Cooperativa

Engenheiros do Laboratório de Robótica Inteligente e Sistemas Autônomos da Universidade de Cincinnati desenvolveram uma inteligência artificial (IA) para treinar robôs a mover objetos grandes de forma cooperativa. A equipe demonstrou a capacidade dos robôs de mover uma barra longa em torno de obstáculos e uma porta estreita em simulações computacionais.

De acordo com Andrew Barth, um estudante de doutorado na Faculdade de Engenharia e Ciência Aplicada da UC, a tarefa de mover tais objetos é um ajuste perfeito para robôs.

“Nós fizemos um pouco mais difícil para nós mesmos. Queremos realizar a tarefa com o mínimo de comunicação possível entre os robôs”, disse Barth.

Barth é o autor principal do estudo publicado no jornal Intelligent Service Robotics. Os coautores da pesquisa incluíram o Professor Ma, o estudante de doutorado da UC Yufeng Sun e o associado de pesquisa sênior da UC Lin Zhang.

Testando o Sistema

Nos testes, nenhum dos robôs dirigiu o outro, e eles não compartilharam a estratégia antes de realizar a tarefa. Os robôs confiaram na lógica fuzzy genética, que é um tipo de IA que é uma técnica de controle inteligente onde o sistema imita o raciocínio humano. Isso é feito substituindo uma classificação binária simples por graus de certo e errado, e modifica soluções individuais para “aprender” com os resultados passados.

“Ultimamente, queremos expandir isso para 10 ou mais robôs trabalhando cooperativamente em um projeto”, disse Barth. “Se você quiser construir um habitat gigantesco no espaço, por exemplo, você precisará de muitos robôs trabalhando juntos. Mas se você estiver dependendo de uma rede de comunicação e ela falhar, então todo o seu projeto estará acabado.”

De acordo com Barth, robôs independentes significam que a perda de um não resultará em uma falha na tarefa, pois os outros podem compensar.

A tarefa dada aos robôs envolvia carregar o sofá virtual em torno de dois obstáculos e por uma porta estreita, e eles completaram com 95% de sucesso em simulações. Os parceiros de trabalho dos robôs também demonstraram uma taxa de sucesso de 93% em um novo cenário onde havia dois objetos desconhecidos e uma porta-alvo em uma localização diferente. Os robôs demonstraram uma taxa de precisão quase igual e não precisaram ser retreinados. Ainda mais impressionante, eles demonstraram o mesmo quando vários fatores, como o tamanho do objeto, foram alterados.

“Se você puder treinar robôs para trabalhar semi-independentes com o mínimo de informações possível, então você fez seu sistema mais robusto para essa falha e o tornou mais fácil para grandes grupos colaborarem”, disse Barth.

“Nosso objetivo de longo prazo é que vários robôs possam cooperar para realizar tarefas difíceis – como mover móveis”, disse Ma.

Criando Novas Oportunidades

De acordo com Ma, robôs colaborativos podem criar grandes novas oportunidades em vários campos, e novos recursos de segurança podem melhorar a segurança robótica.

“Há uma série de aplicações. Qualquer lugar que você tenha trabalhos que várias pessoas estão fazendo no futuro, você poderia ter vários robôs fazendo”, disse Ma. “Atualmente, a maioria dos robôs trabalha sozinha. Mas no futuro, precisaremos de vários robôs trabalhando juntos, assim como as pessoas fazem agora.”

A equipe está desenvolvendo um sistema de controle que é escalável, o que permite que vários robôs completem uma tarefa.

“E você não precisa retreinar eles se, de repente, são apenas quatro ou seis”, disse ele. “Se um ou dois falharem, o resto pode continuar. Essa é a chave.”