Estudo sugere estrutura para garantir que robôs ambulantes atendam aos padrões de segurança

Quando se trata da evolução dos robôs móveis, pode levar muito tempo até que os robôs com pernas sejam capazes de interagir com segurança no mundo real, de acordo com um novo estudo.

Liderado por uma equipe de pesquisadores da The Ohio State University, o estudo publicado recentemente no Conferência Internacional IEEE/RSJ 2022 sobre Robôs e Sistemas Inteligentes (IROS) descreve uma estrutura para testar e caracterizar a segurança de robôs com pernas, máquinas que, ao contrário de suas contrapartes com rodas, dependem de membros mecânicos para se movimentar. O estudo descobriu que muitos modelos robóticos com pernas atuais nem sempre agem de forma previsível em resposta a situações da vida real, o que significa que é difícil prever se eles falharão – ou terão sucesso – em qualquer tarefa que exija movimento.

“Nosso trabalho revela que esses sistemas robóticos são complexos e, mais importante, anti-intuitivos”, disse Bowen Weng, Ph.D. estudante de engenharia elétrica e de computação na Ohio State. “Isso significa que você não pode confiar na capacidade do robô de saber como reagir em determinadas situações, então a integridade do teste se torna ainda mais importante”.

À medida que os robôs móveis evoluem para realizar tarefas mais diversificadas e sofisticadas, muitos na comunidade científica também observam que a indústria precisa de um conjunto de regulamentos universais de testes de segurança, especialmente porque os robôs e outras inteligências artificiais começaram gradualmente a entrar em nossas vidas cotidianas. Especialmente os robôs com pernas, que geralmente são feitos de metal e podem correr a até 32 km/h, podem rapidamente se tornar um risco à segurança quando se espera que operem ao lado de humanos em ambientes reais e muitas vezes imprevisíveis, disse Weng.

“O teste é realmente sobre a avaliação de risco, e nosso objetivo é investigar quanto risco a robótica apresenta atualmente para usuários ou clientes em uma condição de trabalho”, disse ele.

Embora existam atualmente algumas especificações de segurança para a implantação de robôs com pernas, Weng observou que ainda não há um acordo comum sobre como testá-los em campo.

Este estudo desenvolve a primeira estrutura de teste de segurança baseada em cenários e orientada a dados desse tipo para robôs com pernas, disse Weng.

“No futuro, esses robôs podem ter a chance de viver lado a lado com seres humanos e provavelmente serão produzidos de forma colaborativa por várias partes internacionais”, disse ele. “Portanto, ter regulamentos de segurança e testes em vigor é extremamente importante para o sucesso desse tipo de produto.”

A pesquisa, que foi parcialmente inspirada pelo trabalho de Weng como pesquisador de segurança veicular no Transportation Research Center, que tem parceria com a National Highway Traffic Safety Administration, aproveita algoritmos baseados em amostras para discernir como robôs simulados parcialmente acionados por técnicas de aprendizado de máquina funcionariam. falhar durante o teste do mundo real.

Embora vários fatores possam ser usados ​​para caracterizar o desempenho geral de segurança de um robô, este estudo analisou um conjunto de condições sob as quais o robô não cairia enquanto navegasse ativamente em um novo ambiente. E como muitos dos algoritmos que a equipe usou resultaram de experimentos robóticos anteriores, eles conseguiram projetar vários cenários para as simulações serem executadas.

Um ensaio concentrou-se no estudo da capacidade do robô de se mover durante a execução de tarefas em diferentes andamentos, como andar para trás ou pisar no mesmo lugar. Em outro, os pesquisadores testaram se o robô cairia se fosse periodicamente empurrado com força suficiente para alterar sua direção.

O estudo mostrou que, enquanto um robô não conseguiu ficar de pé em 3 de 10 tentativas quando solicitado a acelerar levemente sua marcha, outro conseguiu permanecer de pé em 100 tentativas quando empurrado pelo lado esquerdo, mas caiu durante 5 de 10 tentativas quando a mesma força foi aplicada ao seu lado direito.

Eventualmente, a estrutura dos pesquisadores poderia ajudar a certificar a implantação comercial de robôs com pernas e ajudar a estabelecer uma referência de segurança para robôs criados com diferentes estruturas e propriedades, embora Weng tenha notado que levará um tempo até que possa ser implementado.

“Acreditamos que essa abordagem baseada em dados ajudará a criar uma maneira imparcial e mais eficiente de fazer observações de robôs nas condições de um ambiente de teste”, disse ele. “O que estamos trabalhando não é imediato, mas para os pesquisadores no futuro”.