Безопасны ли роботизированные устройства с ногами на рабочем месте?

Новое исследование предполагает, что может пройти значительное время, прежде чем мы сможем безопасно взаимодействовать с роботизированными устройствами с ногами в реальном мире.

Недавнее исследование, опубликованное в 2022 году на Международной конференции IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам (IROS), проливает свет на проблему тестирования и характеристик безопасности роботизированных устройств с ногами. Под руководством команды исследователей из Университета штата Огайо, это исследование фокусируется на этих типах машин, которые используют механические конечности вместо колес для движения. Результаты исследования показывают, что текущие модели роботизированных устройств с ногами не всегда ведут себя предсказуемо в реальных сценариях, что делает сложным предсказать их успех или неудачу в задачах, связанных с движением.

Неинтуитивные и сложные системы

Боуэн Венг – аспирант по электротехнике и компьютерным наукам в Университете штата Огайо.

“Наше исследование показывает, что эти роботизированные системы сложны и, что более важно, неинтуитивны,” – сказал Боуэн. “Это означает, что вы не можете полагаться на способность робота реагировать в определенных ситуациях, поэтому полнота тестирования становится еще более важной.”

Научное сообщество требует универсальных правил тестирования безопасности для мобильных роботов, поскольку они все чаще выполняют более сложные задачи. Интеграция роботов и искусственного интеллекта в нашу повседневную жизнь подчеркивает необходимость стандартизированных мер безопасности. Роботизированные устройства с ногами, в частности, представляют значительный риск безопасности, поскольку они часто изготавливаются из металла и могут достигать скорости до 20 миль в час. Когда они работают в реальных условиях рядом с людьми, непредсказуемость этих сред еще больше подчеркивает необходимость строгих правил безопасности.

“Тестирование – это оценка риска, и наша цель – изучить, какой риск робототехника представляет для пользователей или клиентов при рабочем состоянии,” – говорит Венг.

Венг отмечает, что хотя в настоящее время существуют некоторые спецификации безопасности для развертывания роботизированных устройств с ногами, все еще нет общего согласия по тестированию их в поле.

Разработка новой основы для тестирования роботизированных устройств с ногами

Это исследование является первым, которое разработало основу для тестирования безопасности на основе данных и сценариев для роботизированных устройств с ногами.

“В будущем эти роботы могут иметь шанс жить рядом с людьми и, вероятно, будут производиться совместно несколькими международными сторонами,” – говорит Венг. “Итак, наличие правил безопасности и тестирования крайне важно для успеха этого типа продукта.”

Исследование использует алгоритмы машинного обучения на основе выборки для определения того, каким образом симулированные роботы могут выйти из строя во время реальных тестов. Оно было частично вдохновлено опытом Венга как исследователя безопасности транспортных средств в Центре исследований транспорта, партнере Национальной администрации безопасности дорожного движения.

Команда оценила набор условий, обеспечивающих стабильность робота при навигации в новой среде, что считается одним из важных факторов, определяющих его общую производительность безопасности. Используя алгоритмы, полученные из предыдущих экспериментов по робототехнике, команда разработала несколько сценариев для симуляций роботов.

Один из испытаний был сосредоточен на изучении способности робота двигаться при выполнении задач с разными скоростями, такими как ходьба назад или шаг в месте. В другом испытании исследователи проверили стабильность робота, когда его толкнули с достаточной силой, чтобы изменить его направление.

Результаты показали, что один робот не смог сохранить равновесие в 3 из 10 испытаний, когда его попросили увеличить скорость. Однако другой робот смог остаться на ногах в 100 испытаниях, когда его толкнули слева, но упал в 5 из 10 испытаний, когда та же сила была применена к его правой стороне.

Хотя может потребоваться некоторое время, основа, разработанная исследователями, имеет потенциал для поддержки коммерческого развертывания роботизированных устройств с ногами и обеспечения эталона безопасности для роботов с разными структурами и свойствами. Венг отметил, что пройдет некоторое время, прежде чем основа может быть реализована.

“Мы считаем, что этот подход, основанный на данных, поможет создать объективный и более эффективный способ наблюдения за роботами в условиях тестовой среды,” – говорит Венг. “То, к чему мы стремимся, не является немедленным, но для исследователей в будущем.”