Hiljutiste edusammudega tehisintellekt ja robootikatehnoloogia, on kasvav huvi selliste majapidamisrobotite arendamise ja turustamise vastu, mis suudavad toime tulla mitmesuguste kodutöödega.
Tesla on humanoidroboti ehitamine, mida saaks tegevjuhi Elon Muski sõnul kasutada söögi valmistamiseks ja eakate abistamiseks. Amazon hiljuti omandas iRobot, silmapaistev robottolmuimejate tootja ja on selle kaudu tehnoloogiasse palju investeerinud Programm Amazon Robotics laiendada robootikatehnoloogiat tarbijaturule. 2022. aasta mais teatas oma elektriliste tolmuimejate poolest tuntud ettevõte Dyson, et kavatseb ehitada Ühendkuningriigi suurima robootikakeskuse, mis on pühendatud majapidamisrobotite arendamine kes täidavad eluruumides igapäevaseid majapidamistöid.
Vaatamata kasvavale huvile võivad potentsiaalsed kliendid nende robotite turule tulekut veidi oodata. Kui tänapäeval kasutatakse kodudes laialdaselt selliseid seadmeid nagu nutikad termostaadid ja turvasüsteemid, siis majapidamisrobotite äriline kasutamine on alles lapsekingades.
Selle robootika uurija, tean omast käest, kuidas majapidamisroboteid on tunduvalt keerulisem ehitada kui nutikaid digiseadmeid või tööstusroboteid.
Objektide käsitlemine
Üks suur erinevus digitaalsete ja robotseadmete vahel on see, et majapidamisrobotid vajadus objektidega manipuleerida füüsilise kontakti kaudu oma ülesannete täitmiseks. Nad peavad kandma taldrikuid, nihutama toole ja korjama musta pesu ning panema selle pesumasinasse. Need toimingud nõuavad, et robot oleks võimeline käsitlema hapraid, pehmeid ja mõnikord raskeid ebakorrapärase kujuga esemeid.
Tipptasemel AI ja masinõppe algoritmid toimivad hästi simuleeritud keskkondades. Kuid kokkupuude reaalse maailma objektidega komistab neid sageli. See juhtub seetõttu, et füüsilist kontakti on sageli raske modelleerida ja veelgi raskem kontrollida. Kuigi inimene saab neid ülesandeid hõlpsasti täita, on majapidamisrobotite jaoks olulisi tehnilisi tõkkeid, et saavutada inimtasemel objektide käsitsemise võime.
Robotitel on raskusi objektide manipuleerimise kahes aspektis: juhtimine ja tajumine. Paljud komplekteerimisliinidel olevad roboti manipulaatorid on varustatud lihtsa haaratsi või spetsiaalsete tööriistadega, mis on ette nähtud ainult teatud ülesannete jaoks, nagu teatud osa haaramine ja kandmine. Neil on sageli raskusi ebakorrapärase kujuga või elastse materjaliga objektidega manipuleerimisel, eriti kuna neil puudub tõhusus jõu või haptiline tagasiside inimestele on loomulikult antud. Painduvate sõrmedega üldotstarbelise robotkäe ehitamine on tehniliselt endiselt keeruline ja kulukas.
Samuti väärib märkimist, et traditsioonilised robotmanipulaatorid vajavad täpseks töötamiseks stabiilset platvormi, kuid täpsus langeb märgatavalt, kui neid kasutatakse koos liikuvate platvormidega, eriti erinevatel pindadel. Liikumise ja manipuleerimise koordineerimine mobiilses robotis on robootikakogukonnas lahtine probleem, millega tuleb tegeleda enne, kui laialdaselt võimekad majapidamisrobotid jõuavad turule.
Keerukas robotköök on juba turul (allpool), kuid see töötab väga struktureeritud keskkonnas, mis tähendab, et kõik objektid, millega see suhtleb (kööginõud, toidunõud, seadmed), on seal, kus ta eeldab, et neid ei ole. ärritavad inimesed teele sattuma.
Neile meeldib struktuur
Koosteliinil või laos on keskkond ja ülesannete järjekord rangelt organiseeritud. See võimaldab inseneridel roboti liigutusi eelprogrammeerida või kasutada lihtsaid meetodeid, nagu QR-koodid, objektide või sihtkohtade leidmiseks. Kodutarbed on aga sageli korrastamata ja paigutatud juhuslikult.
Kodurobotid peavad oma tööruumides toime tulema paljude ebakindlustega. Robot peab esmalt leidma ja tuvastama sihtobjekti paljude teiste hulgast. Üsna sageli nõuab see ka muude takistuste kõrvaldamist või vältimist tööruumis, et jõuda esemeni ja täita antud ülesandeid. See nõuab robotilt suurepärast tajusüsteemi, tõhusaid navigeerimisoskusi ning võimsat ja täpset manipuleerimisvõimet.
Näiteks robottolmuimejate kasutajad teavad, et peavad põrandalt eemaldama kogu väikese mööbli ja muud takistused, näiteks kaablid, sest isegi parim robottolmuimeja ei suuda neid ise eemaldada. Veelgi keerulisem on see, et robot peab töötama liikuvate takistuste juuresolekul, kui inimesed ja lemmikloomad kõnnivad läheduses.
Hoides seda lihtsana
Kuigi need tunduvad inimestele lihtsad, on paljud majapidamistööd robotite jaoks liiga keerulised. Tööstusrobotid sobivad suurepäraselt korduvateks operatsioonideks, mille puhul saab roboti liikumist eelprogrammeerida. Kuid majapidamistööd on sageli olukorrale iseloomulikud ja võivad olla täis üllatusi, mis nõuavad, et robot peab ülesannete täitmiseks pidevalt otsuseid tegema ja marsruuti muutma.
Mõelge toidu valmistamisele või nõude puhastamisele. Mõneminutilise toiduvalmistamise ajal võite haarata panni, spaatli, pliidinupu, külmiku ukse käepideme, muna ja pudeli toiduõli. Panni pesemiseks hoiate ja liigutate seda tavaliselt ühe käega, teise käega nühkides ning veenduge, et kõik küpsenud toidujäägid eemaldatakse ja seejärel loputatakse kogu seep maha.
Viimastel aastatel on toimunud märkimisväärne areng, kasutades masinõpet, et õpetada roboteid tegema intelligentseid otsuseid erinevate objektide valimisel ja paigutamisel, mis tähendab objektide haaramist ja ühest kohast teise teisaldamist. Kuid robotite õpetamine kõiki erinevat tüüpi köögitööriistu ja kodumasinaid valdama oleks veel üks raskusaste isegi parimate õppimisalgoritmide jaoks.
Rääkimata sellest, et inimeste kodudes on sageli trepid, kitsad vahekäigud ja kõrged riiulid. Need raskesti ligipääsetavad ruumid piiravad tänapäevaste mobiilsete robotite kasutamist, mis kipuvad kasutama rattaid või nelja jalga. Humanoidroboteid, mis sobiksid rohkem keskkonnaga, mida inimesed ise ehitavad ja korraldavad, tuleb väljaspool laboriseadeid veel usaldusväärselt kasutada.
Ülesande keerukuse lahenduseks on eriotstarbeliste robotite, näiteks robottolmuimejate või köögirobotite ehitamine. Lähitulevikus töötatakse tõenäoliselt välja palju erinevat tüüpi selliseid seadmeid. Usun aga, et üldotstarbelised kodurobotid on ikka kaugel.
See artikkel avaldatakse uuesti Vestlus Creative Commonsi litsentsi all. Loe algse artikli.
Image Credit: Dyson
