腿式机器人在工作场所安全吗？

一项新的研究表明，我们可能还需要很长时间才能在现实世界中与有腿机器人安全地互动。

最近 根据一项研究， 发表在 2022 年 IEEE/RSJ 国际智能机器人和系统会议 (IROS) 上的论文阐明了测试和表征腿式机器人安全性的问题。 该研究由俄亥俄州立大学的一组研究人员领导，重点关注这些类型的机器，它们使用机械肢体而不是轮子进行运动。 研究结果表明，当前的腿式机器人模型在现实生活场景中的行为并不总是可预测的，因此很难预测它们在涉及运动的任务中的成功或失败。

反直觉和复杂系统

Bowen Weng 是俄亥俄州立大学电气与计算机工程专业的博士生。

“我们的工作表明，这些机器人系统非常复杂，更重要的是，是反直觉的，”鲍文说。 “这意味着你不能依赖机器人在某些情况下知道如何反应的能力，因此测试的完整性变得更加重要。”

随着移动机器人越来越多地执行更高级的任务，科学界正在呼吁为移动机器人制定通用的安全测试法规。 机器人和人工智能融入我们的日常生活凸显了标准化安全措施的必要性。 尤其是腿式机器人，会带来重大的安全风险，因为它们通常由金属制成，速度可达 20 英里/小时。 当与人类一起在现实环境中操作时，这些环境的不可预测性进一步强调了严格安全法规的必要性。

“测试实际上是评估风险，我们的目标是调查机器人目前在工作条件下给用户或客户带来的风险有多大，”翁说。

Weng 指出，虽然目前有一些关于腿式机器人部署的安全规范，但在现场测试方面仍然没有达成任何共识。

开发用于测试腿式机器人的新框架

该研究首次为有叶机器人开发了数据驱动、基于场景的安全测试框架。

“未来，这些机器人可能有机会与人类共同生活，而且很可能是由多个国际机构合作生产的，”翁说。 “因此，制定安全和测试法规对于此类产品的成功极其重要。”

该研究利用基于样本的机器学习算法来确定模拟机器人在现实测试中可能如何出现故障。这在一定程度上受到了翁在美国国家公路交通安全管理局合作伙伴交通研究中心担任车辆安全研究员的经历的影响。

该团队评估了一系列确保机器人在新环境中保持稳定性的条件，这被认为是决定其整体安全性能的关键因素之一。 该团队使用从之前的机器人实验中得出的算法，为机器人的模拟设计了多个场景。

一项试验的重点是检查机器人以不同步态执行任务时的移动能力，例如向后行走或原地踏步。 在另一项试验中，研究人员测试了机器人在用足够的力推动以改变其方向时的稳定性。

结果显示，当要求机器人提高步态速度时，3 次试验中有 10 次未能保持平衡。 然而，另一个机器人在从左侧推动时能够在 100 次试验中保持直立，但当向其右侧施加相同的力时，在 5 次试验中有 10 次跌倒。

尽管可能需要一些时间，但研究人员的框架有潜力支持腿式机器人的商业部署，并为不同结构和性能的机器人提供安全基准。 翁提到，框架实施还需要一段时间。

“我们相信这种数据驱动的方法将有助于创建一种公正、更有效的方法来在测试环境条件下观察机器人，”翁说。 “我们正在努力的目标不是立竿见影的，而是为了研究人员的未来。”