Sú roboty s nohami na pracovisku bezpečné?

Nová štúdia naznačuje, že ešte môže trvať dlho, kým budeme môcť bezpečne komunikovať s robotmi s nohami v reálnom svete.

Nedávna študovať publikovaná na medzinárodnej konferencii IEEE/RSJ 2022 o inteligentných robotoch a systémoch (IROS) vniesla svetlo do problematiky testovania a charakterizácie bezpečnosti robotov s nohami. Štúdia vedená tímom výskumníkov zo Štátnej univerzity v Ohiu sa zameriava na tieto typy strojov, ktoré na pohyb využívajú mechanické končatiny namiesto kolies. Zistenia štúdie odhaľujú, že súčasné modely robotov s nohami sa nie vždy správajú predvídateľne v reálnych scenároch, takže je náročné predvídať ich úspech alebo zlyhanie v úlohách, ktoré zahŕňajú pohyb.

Anti-intuitívne a komplexné systémy

Bowen Weng je doktorandom elektrotechniky a počítačového inžinierstva v štáte Ohio.

"Naša práca odhaľuje, že tieto robotické systémy sú zložité a čo je dôležitejšie, antiintuitívne," povedal Bowen. "To znamená, že sa nemôžete spoliehať na schopnosť robota vedieť, ako reagovať v určitých situáciách, takže úplnosť testovania je ešte dôležitejšia."

Vedecká komunita požaduje univerzálne bezpečnostné testovacie predpisy pre mobilné roboty, keďže stále viac vykonávajú pokročilejšie úlohy. Integrácia robotov a umelej inteligencie do nášho každodenného života zdôrazňuje potrebu štandardizovaných bezpečnostných opatrení. Najmä roboty s nohami predstavujú značné bezpečnostné riziko, pretože sú často vyrobené z kovu a môžu dosiahnuť rýchlosť až 20 míľ za hodinu. Pri prevádzke v reálnych prostrediach po boku ľudí nepredvídateľnosť týchto prostredí ešte viac zdôrazňuje potrebu prísnych bezpečnostných predpisov.

„Testovanie je skutočne o hodnotení rizika a naším cieľom je zistiť, aké veľké riziko predstavuje robotika v súčasnosti pre používateľov alebo zákazníkov, keď sú v pracovnom stave,“ hovorí Weng.

Weng poznamenáva, že aj keď v súčasnosti existujú určité bezpečnostné špecifikácie pre nasadenie robotov s nohami, stále neexistuje žiadna spoločná dohoda o ich testovaní v teréne.

Vývoj nového rámca na testovanie robotov s nohami

Štúdia je prvou, ktorá vyvinula na dátach založený rámec testovania bezpečnosti pre roboty s listami.

„V budúcnosti by tieto roboty mohli mať šancu žiť s ľudskými bytosťami bok po boku a s najväčšou pravdepodobnosťou ich budú vyrábať v spolupráci viaceré medzinárodné strany,“ hovorí Weng. "Pre úspech tohto druhu produktu je preto mimoriadne dôležité mať zavedené bezpečnostné a testovacie predpisy."

Štúdia využíva algoritmy strojového učenia založené na vzorkách na určenie toho, ako môžu simulované roboty zlyhať počas testov v reálnom svete. Čiastočne to ovplyvnili Wengove skúsenosti ako výskumník bezpečnosti vozidiel v Centre dopravného výskumu, ktoré je partnerom Národného úradu pre bezpečnosť cestnej premávky.

Tím vyhodnotil súbor podmienok, ktoré zaisťujú stabilitu robota pri navigácii v novom prostredí, čo sa považuje za jeden z rozhodujúcich faktorov pri určovaní jeho celkovej bezpečnosti. Pomocou algoritmov odvodených z predchádzajúcich robotických experimentov tím navrhol viacero scenárov pre simulácie robotov.

Jedna skúška sa zamerala na skúmanie schopnosti robota pohybovať sa pri vykonávaní úloh pri rôznych chôdzach, ako je chôdza vzad alebo krok na mieste. V ďalšej skúške výskumníci testovali stabilitu robota, keď bol zatlačený dostatočnou silou, aby sa zmenil jeho smer.

Výsledky ukázali, že jeden robot nedokázal udržať rovnováhu v 3 z 10 pokusov, keď bol požiadaný o zvýšenie rýchlosti chôdze. Iný robot však dokázal zostať vo vzpriamenej polohe v 100 pokusoch, keď bol zatlačený z ľavej strany, ale spadol v 5 z 10 pokusov, keď bola rovnaká sila aplikovaná na jeho pravú stranu.

Hoci to môže nejaký čas trvať, rámec výskumníkov má potenciál podporiť komerčné nasadenie robotov s nohami a poskytnúť bezpečnostný štandard pre roboty s rôznymi štruktúrami a vlastnosťami. Weng spomenul, že bude chvíľu trvať, kým bude možné implementovať rámec.

„Veríme, že tento prístup založený na údajoch pomôže vytvoriť nezaujatý a efektívnejší spôsob pozorovania robotov v podmienkach testovacieho prostredia,“ hovorí Weng. "To, na čom pracujeme, nie je okamžité, ale pre výskumníkov."