Почему так сложно создать робота-помощника? Объясняет преподаватель машиностроения

Роботу придется обращаться с объектами

Одно из основных различий между цифровыми и роботизированными устройствами в том, что бытовым роботам для выполнения задач необходимо выполнять физические манипуляции объектами. Им придется носить тарелки, передвигать стулья, собирать грязное белье и класть его в стиральную машину. Эти операции требуют от робота умения обращаться с хрупкими, мягкими, а иногда и тяжелыми предметами неправильной формы.

Самые современные алгоритмы хорошо работают в моделируемых средах. Но контакт с объектами в реальном мире часто сбивает их с толку.

Это происходит потому, что физический контакт часто трудно воссоздать и еще труднее контролировать. В то время как человек может легко выполнять эти задачи, бытовые роботы сталкиваются со значительными техническими препятствиями.

Для манипуляций им требуется выполнять два действия: контролировать объект и ощущать его.

Промышленные манипуляторы, подобные тем, что используются на сборочных линиях, оснащены инструментами, предназначенными только для определенных задач, например захвата и переноска определенной детали. Им трудно манипулировать предметами неправильной формы или эластичными материалами, особенно потому, что им не хватает силы или тактильной обратной связи, которая от природы есть у человека.

Создать руку робота общего назначения с гибкими пальцами по-прежнему технически сложно и дорого.

Читайте по теме:

В Китае создан искусственный палец, который определяет материалы при прикосновении

Как Google обучает роботов быть более похожими на людей

Стоит также упомянуть, что для аккуратной работы манипуляторам нужна стабильная платформа. На подвижном основании точность значительно падает.

Координация движений и манипуляций в мобильном роботе — важная проблема в сообществе робототехники, которую необходимо решить, прежде чем вывести на рынок бытовых роботов.

Ему придется работать в неорганизованном пространстве

На сборочной линии или складе среда организована, а последовательность задач строго определена. Это позволяет инженерам предварительно запрограммировать движения робота или использовать простые методы, такие как QR-коды, чтобы определять нахождение объектов или целевую точку.

Однако предметы домашнего обихода часто расположены беспорядочно, случайным образом, и домашним роботам придется регулярно сталкиваться с неопределенностями.

Сначала придется найти и идентифицировать целевой предмет среди остальных. Довольно часто также требуется расчистить или обойти другие препятствия в рабочей области, чтобы добраться до нужного элемента и выполнить поставленные задачи.

Фото в тексте: Ahmet Misirligul / Shutterstock

Иначе говоря, такой робот должен обладать превосходной системой восприятия, эффективными навыками навигации, быть достаточно мощным и при этом точно манипулировать предметами.

Владельцы роботов-пылесосов знают, что для уборки нужно убрать с пола кабели и прочие препятствия: даже самая продвинутая модель с ними не справится. Еще сложнее то, что робот должен работать в присутствии движущихся объектов, когда люди и домашние животные находятся на близком расстоянии.

Он должен быть готов к неожиданностям

Многие домашние дела кажутся простыми для людей, хотя для роботов они слишком сложны. Промышленные роботы отлично подходят для повторяющихся операций, но бытовые задачи зачастую уникальны и могут быть полны неожиданностей. Поэтому от робота потребуется постоянно принимать решения и менять маршрут.

Подумайте о приготовлении пищи или мытье посуды. За несколько минут приходится взять в руки сотейник, лопатку, ручку плиты, ручку дверцы холодильника, яйцо и бутылку растительного масла. Чтобы вымыть сковороду, обычно мы держим ее одной рукой, другая рука смывает губкой остатки пищи, а затем мы смываем все мыло.

В последние годы технология машинного обучения значительно продвинулась, расширив возможности роботов. Однако даже для самых лучших алгоритмов научить машину управляться со всеми типами кухонных инструментов и бытовой техники — впечатляющий вызов.

Есть и еще один фактор — лестницы, узкие проходы и высокие полки в домах. Эти труднодоступные места ограничивают использование современных мобильных роботов, которые, как правило, используют колеса или четыре ноги.

Человекоподобные роботы, которые более точно соответствовали бы среде, которую люди создают и организуют для себя, еще не получили надежного использования за пределами лабораторных условий.

Решением проблемы могут стать роботы специального назначения, такие как роботы-пылесосы или кухонные помощники. В ближайшем будущем, вероятно, появится множество различных типов таких устройств. Однако тому, кто хочет получить себе механического помощника, придется подождать.

Источник.

Фото на обложке: Unsplash