Uma enciclopédia robótica em evolução caracteriza os robôs com base em seu desempenho

Nas últimas décadas, os roboticistas introduziram uma ampla gama de sistemas com estruturas corporais distintas e capacidades variadas. À medida que o número de robôs desenvolvidos cresce continuamente, ser capaz de aprender facilmente sobre esses muitos sistemas, suas características únicas, diferenças e desempenho em tarefas específicas podem ser altamente valiosas.

Pesquisadores da Universidade Técnica de Munique (TUM) criaram recentemente a “Árvore dos Robôs”, uma nova enciclopédia que poderia facilitar o aprendizado sobre os sistemas robóticos existentes e compará -los significativamente mais fácil. Sua enciclopédia de robôs, introduzida em um artigo publicado em Inteligência da máquina da naturezacategoriza os robôs com base em sua aptidão de desempenho em várias tarefas.

“A aspiração por robôs inteligentes que podem entender seu ambiente como nós, humanos, e executar tarefas de forma independente, existe há séculos”, disse Robin Jeanne Kirschner, primeiro autor do artigo, ao Tech Xplore.

“O desenvolvimento ativo de robôs táteis – robôs capazes de entender seu ambiente através da sensação de toque – era de aproximadamente 20 anos atrás. Essa jornada começou com a criação de sistemas leves equipados com sensores de torque em todas as articulações. Desde então, testemunhamos a tecnologia aprimorada, os melhores controladores e novos esquemas de reação, que permitiram o desenvolvimento de sistemas.

A maioria dos padrões e abordagens para classificar os robôs introduzidos até o momento não responde pela capacidade dos sistemas de se adaptar ao ambiente e interagir com sucesso com objetos próximos, tocando -os. Essa capacidade crucial influencia a segurança dos robôs e seu desempenho em tarefas específicas, abrangendo vários aplicativos do mundo real.

“O foco da classificação do sistema permanece separado com base, por exemplo, propriedades mecânicas individuais, novos recursos do controlador e as certificações permanecem baseadas apenas na estrutura mecânica dos sistemas de detecção em vez de seu desempenho real”, disse Kirschner. “Essa abordagem estreita geralmente ignora a interação dos componentes e o objetivo principal de um dispositivo robótico: ajudar na execução de tarefas, que exigem recursos específicos”.

Para superar as limitações dos métodos existentes de classificação de robôs, Kirschner e seus colegas começaram a testar vários sistemas existentes, com foco em recursos que influenciam sua segurança, como sua capacidade de detectar contato com outros objetos. Simultaneamente, eles também conduziram uma análise aprofundada das tarefas de robótica, derivando várias métricas que indicam as capacidades dos robôs além da segurança, por exemplo, impactando sua capacidade de executar com sucesso tarefas táteis e interagir confortavelmente com os seres humanos.

“Ao testar vários manipuladores de robôs, fomos capazes de derivar todas essas métricas e mostrar que a aptidão da tatilidade desses sistemas varia significativamente, pedindo uma classificação e enciclopédia adequadas – a árvore dos robôs”, disse Kirschner.

“Como resultado, estabelecemos o Centro de Desempenho e Segurança do Robô de IA – um laboratório dedicado equipado com dispositivos de medição avançados para avaliar o desempenho do robô. Com esses recursos, pretendemos aumentar ainda mais a ‘árvore do robô’, uma enciclopédia essencial para o campo da robótica”.

A Enciclopédia da Árvore dos Robôs deve ser atualizada continuamente ao longo do tempo, servindo como uma plataforma semelhante à Wikipedia que contém informações sobre robôs e seus recursos. Inclui um amplo conjunto de informações que variam das estruturas corporais fundamentais dos robôs aos motores e/ou sensores em que dependem e suas capacidades resultantes, especificamente a sensibilidade e a confiabilidade de suas interações físicas (ou seja, aptidão de tato) e precisão de seus movimentos (ou seja, fitness de movimento).

“Enquanto começamos a analisar e classificar manipuladores estacionários existentes usando métricas de fitness em que definimos especificamente baseados em aplicações industriais, a enciclopédia deve crescer para abranger outros sistemas robóticos para tarefas de serviço, como humanóides ou robôs móveis”, explicou Kirschner. “Seu objetivo é orientar com eficiência o desenvolvimento de hardware e software na robótica”.

Em contraste com muitas abordagens de categorização de robô anteriormente criadas, a Enciclopédia da Árvore dos Robôs descreve claramente as capacidades especializadas de diferentes robôs. Além disso, a TI agrupa os robôs em três grupos principais com base em sua aptidão de tatilidade, o que indica até que ponto eles são adequados para concluir tarefas específicas.

“Esse insight fundamental deve ser integrado ao design de aplicativos, esforços de padronização e desenvolvimento futuro da robótica”, disse Kirschner. “Ao alinhar os componentes de hardware e software para alcançar o desempenho ideal para um determinado processo – em vez de projetar processos para atender às restrições do sistema – podemos avançar na robótica para novos níveis de eficiência e eficácia”.

A nova enciclopédia desenvolvida por Kirschner e seus colegas poderia informar pesquisas futuras, por exemplo, ajudando outros cientistas da computação e roboticistas a identificar os melhores sistemas para testar seus algoritmos. Enquanto isso, os pesquisadores planejam continuar adicionando informações à árvore dos robôs, incluindo outros sistemas robóticos e outras métricas relevantes.

“Agora estamos expandindo nosso trabalho em várias direções”, acrescentou Kirschner. “Meu foco é vincular essas descobertas críticas para garantir a segurança humana nas colaborações, enfatizando as capacidades táteis de um robô. O objetivo é alcançar aplicações certificadamente seguras com sistemas robóticos táteis. Juntamente com outras equipes, também estamos explorando como estender a árvore de robôs em outras áreas, como sistemas projetados para serviços e cuidados e, incluindo, inclinações, gestão.

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