Με τις πρόσφατες εξελίξεις στο τεχνητή νοημοσύνη και τεχνολογία ρομποτικής, υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για την ανάπτυξη και την εμπορία οικιακών ρομπότ ικανών να χειρίζονται διάφορες οικιακές δουλειές.
Tesla είναι κατασκευή ενός ανθρωποειδούς ρομπότ, το οποίο, σύμφωνα με τον CEO Elon Musk, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για το μαγείρεμα των γευμάτων και τη βοήθεια ηλικιωμένων. Amazon πρόσφατα απέκτησε το iRobot, ένας εξέχων κατασκευαστής ρομποτικών κενού, και έχει επενδύσει πολλά στην τεχνολογία μέσω του Το πρόγραμμα Amazon Robotics για την επέκταση της τεχνολογίας της ρομποτικής στην καταναλωτική αγορά. Τον Μάιο του 2022, η Dyson, μια εταιρεία διάσημη για τις ηλεκτρικές σκούπες της, ανακοίνωσε ότι σχεδιάζει να κατασκευάσει το μεγαλύτερο κέντρο ρομποτικής του Ηνωμένου Βασιλείου αφιερωμένο στην ανάπτυξη οικιακών ρομπότ που εκτελούν καθημερινές οικιακές εργασίες σε οικιστικούς χώρους.
Παρά το αυξανόμενο ενδιαφέρον, οι επίδοξοι πελάτες μπορεί να χρειαστεί να περιμένουν λίγο για να βγουν αυτά τα ρομπότ στην αγορά. Ενώ συσκευές όπως οι έξυπνοι θερμοστάτες και τα συστήματα ασφαλείας χρησιμοποιούνται ευρέως στα σπίτια σήμερα, η εμπορική χρήση των οικιακών ρομπότ είναι ακόμα στα σπάργανα.
Ως ερευνητής ρομποτικής, γνωρίζω από πρώτο χέρι πώς τα οικιακά ρομπότ είναι πολύ πιο δύσκολο να κατασκευαστούν από έξυπνες ψηφιακές συσκευές ή βιομηχανικά ρομπότ.
Χειρισμός Αντικειμένων
Μια σημαντική διαφορά μεταξύ ψηφιακών και ρομποτικών συσκευών είναι ότι τα οικιακά ρομπότ ανάγκη χειρισμού αντικειμένων μέσω σωματικής επαφής για την εκτέλεση των καθηκόντων τους. Πρέπει να κουβαλούν τα πιάτα, να μετακινούν τις καρέκλες και να μαζεύουν βρώμικα ρούχα και να τα τοποθετούν στο πλυντήριο. Αυτές οι λειτουργίες απαιτούν από το ρομπότ να μπορεί να χειρίζεται εύθραυστα, μαλακά και μερικές φορές βαριά αντικείμενα με ακανόνιστο σχήμα.
Οι υπερσύγχρονοι αλγόριθμοι τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής μάθησης αποδίδουν καλά σε προσομοιωμένα περιβάλλοντα. Αλλά η επαφή με αντικείμενα στον πραγματικό κόσμο συχνά τα σκοντάφτει. Αυτό συμβαίνει επειδή η σωματική επαφή είναι συχνά δύσκολο να μοντελοποιηθεί και ακόμη πιο δύσκολο να ελεγχθεί. Ενώ ένας άνθρωπος μπορεί εύκολα να εκτελέσει αυτές τις εργασίες, υπάρχουν σημαντικά τεχνικά εμπόδια για τα οικιακά ρομπότ να φτάσουν σε ανθρώπινη ικανότητα να χειρίζονται αντικείμενα.
Τα ρομπότ δυσκολεύονται σε δύο πτυχές χειρισμού αντικειμένων: τον έλεγχο και την αίσθηση. Πολλοί χειριστές ρομπότ pick-and-place, όπως αυτοί στις γραμμές συναρμολόγησης, είναι εξοπλισμένοι με μια απλή λαβή ή εξειδικευμένα εργαλεία αφιερωμένα μόνο σε ορισμένες εργασίες, όπως το κράτημα και η μεταφορά ενός συγκεκριμένου εξαρτήματος. Συχνά αγωνίζονται να χειριστούν αντικείμενα με ακανόνιστα σχήματα ή ελαστικά υλικά, ειδικά επειδή τους λείπει το αποτελεσματικό δύναμη ή απτική ανάδραση οι άνθρωποι είναι φυσικά προικισμένοι με. Η κατασκευή ενός χεριού ρομπότ γενικής χρήσης με εύκαμπτα δάχτυλα εξακολουθεί να είναι τεχνικά δύσκολη και δαπανηρή.
Αξίζει επίσης να αναφερθεί ότι οι παραδοσιακοί χειριστές ρομπότ απαιτούν μια σταθερή πλατφόρμα για να λειτουργούν με ακρίβεια, αλλά η ακρίβεια μειώνεται σημαντικά όταν τα χρησιμοποιούνται με πλατφόρμες που κινούνται, ιδιαίτερα σε διάφορες επιφάνειες. Ο συντονισμός της κίνησης και της χειραγώγησης σε ένα κινητό ρομπότ είναι ένα ανοιχτό πρόβλημα στην κοινότητα της ρομποτικής που πρέπει να αντιμετωπιστεί προτού τα οικιακά ρομπότ ευρέως ικανά να βγουν στην αγορά.
Μια εξελιγμένη ρομποτική κουζίνα είναι ήδη στην αγορά (παρακάτω), αλλά λειτουργεί σε ένα εξαιρετικά δομημένο περιβάλλον, πράγμα που σημαίνει ότι όλα τα αντικείμενα με τα οποία αλληλεπιδρά—μαγειρικά σκεύη, δοχεία τροφίμων, συσκευές—είναι εκεί που περιμένει και δεν υπάρχουν ενοχλητικούς ανθρώπους να μπουν εμπόδιο.
Τους αρέσει η δομή
Σε μια γραμμή συναρμολόγησης ή μια αποθήκη, το περιβάλλον και η σειρά των εργασιών είναι αυστηρά οργανωμένα. Αυτό επιτρέπει στους μηχανικούς να προγραμματίζουν εκ των προτέρων τις κινήσεις του ρομπότ ή να χρησιμοποιούν απλές μεθόδους, όπως κωδικούς QR, για να εντοπίσουν αντικείμενα ή τοποθεσίες στόχευσης. Ωστόσο, τα οικιακά είδη είναι συχνά αποδιοργανωμένα και τοποθετημένα τυχαία.
Τα οικιακά ρομπότ πρέπει να αντιμετωπίσουν πολλές αβεβαιότητες στους χώρους εργασίας τους. Το ρομπότ πρέπει πρώτα να εντοπίσει και να αναγνωρίσει το αντικείμενο-στόχο μεταξύ πολλών άλλων. Αρκετά συχνά απαιτεί επίσης την εκκαθάριση ή την αποφυγή άλλων εμποδίων στο χώρο εργασίας για να μπορέσετε να φτάσετε στο αντικείμενο και να εκτελέσετε συγκεκριμένες εργασίες. Αυτό απαιτεί από το ρομπότ να έχει ένα εξαιρετικό σύστημα αντίληψης, αποτελεσματικές δεξιότητες πλοήγησης και ισχυρή και ακριβή ικανότητα χειρισμού.
Για παράδειγμα, οι χρήστες σκούπας ρομπότ γνωρίζουν ότι πρέπει να αφαιρέσουν όλα τα μικρά έπιπλα και άλλα εμπόδια, όπως καλώδια από το πάτωμα, επειδή ακόμη και η καλύτερη ηλεκτρική σκούπα ρομπότ δεν μπορεί να τα καθαρίσει από μόνη της. Ακόμη πιο δύσκολο, το ρομπότ πρέπει να λειτουργεί παρουσία κινούμενων εμποδίων όταν άνθρωποι και κατοικίδια περπατούν σε κοντινή απόσταση.
Κρατώντας το απλό
Ενώ φαίνονται απλές για τους ανθρώπους, πολλές οικιακές εργασίες είναι πολύ περίπλοκες για τα ρομπότ. Τα βιομηχανικά ρομπότ είναι εξαιρετικά για επαναλαμβανόμενες λειτουργίες στις οποίες η κίνηση του ρομπότ μπορεί να προγραμματιστεί εκ των προτέρων. Αλλά οι οικιακές εργασίες είναι συχνά μοναδικές για την περίσταση και μπορεί να είναι γεμάτες εκπλήξεις που απαιτούν από το ρομπότ να παίρνει συνεχώς αποφάσεις και να αλλάζει τη διαδρομή του για να εκτελεί τις εργασίες.
Σκεφτείτε το μαγείρεμα ή το καθάρισμα των πιάτων. Κατά τη διάρκεια λίγων λεπτών μαγειρέματος, μπορείτε να πιάσετε ένα τηγάνι για σοτέ, μια σπάτουλα, ένα πόμολο της κουζίνας, ένα χερούλι της πόρτας του ψυγείου, ένα αυγό και ένα μπουκάλι μαγειρικό λάδι. Για να πλύνετε ένα τηγάνι, συνήθως το κρατάτε και το μετακινείτε με το ένα χέρι ενώ το τρίβετε με το άλλο και διασφαλίζετε ότι αφαιρούνται όλα τα υπολείμματα μαγειρεμένου φαγητού και στη συνέχεια ξεπλένεται όλο το σαπούνι.
Έχει σημειωθεί σημαντική ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιώντας τη μηχανική εκμάθηση για την εκπαίδευση ρομπότ ώστε να λαμβάνουν έξυπνες αποφάσεις κατά την επιλογή και την τοποθέτηση διαφορετικών αντικειμένων, δηλαδή να πιάνουν και να μετακινούν αντικείμενα από το ένα σημείο στο άλλο. Ωστόσο, το να μπορούμε να εκπαιδεύσουμε ρομπότ ώστε να κυριαρχούν σε όλους τους διαφορετικούς τύπους εργαλείων κουζίνας και οικιακών συσκευών θα ήταν άλλο ένα επίπεδο δυσκολίας ακόμη και για τους καλύτερους αλγόριθμους εκμάθησης.
Για να μην αναφέρουμε ότι τα σπίτια των ανθρώπων έχουν συχνά σκάλες, στενά περάσματα και ψηλά ράφια. Αυτοί οι δυσπρόσιτοι χώροι περιορίζουν τη χρήση των σημερινών κινητών ρομπότ, τα οποία τείνουν να χρησιμοποιούν τροχούς ή τέσσερα πόδια. Τα ανθρωποειδή ρομπότ, τα οποία θα ταιριάζουν περισσότερο με τα περιβάλλοντα που οι άνθρωποι κατασκευάζουν και οργανώνουν για τον εαυτό τους, δεν έχουν ακόμη χρησιμοποιηθεί αξιόπιστα εκτός εργαστηριακών ρυθμίσεων.
Μια λύση στην πολυπλοκότητα των εργασιών είναι η κατασκευή ρομπότ ειδικού σκοπού, όπως ρομπότ ηλεκτρικές σκούπες ή ρομπότ κουζίνας. Πολλοί διαφορετικοί τύποι τέτοιων συσκευών είναι πιθανό να αναπτυχθούν στο εγγύς μέλλον. Ωστόσο, πιστεύω ότι τα οικιακά ρομπότ γενικής χρήσης εξακολουθούν να υπάρχουν πολύ μακριά.
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Image Credit: Dyson
