Viimeaikaisen edistymisen myötä tekoäly ja robotiikkatekniikka, on kasvava kiinnostus kehittää ja markkinoida kotitalousrobotteja, jotka pystyvät käsittelemään erilaisia kotitöitä.
Tesla on humanoidirobotin rakentaminen, jota toimitusjohtaja Elon Muskin mukaan voitaisiin käyttää aterioiden valmistukseen ja vanhusten auttamiseen. Amazon äskettäin osti iRobotin, joka on merkittävä robottipölynimurin valmistaja ja on investoinut voimakkaasti teknologiaan Amazon Robotics -ohjelma laajentaa robotiikkateknologiaa kuluttajamarkkinoille. Toukokuussa 2022 sähköpölynimureistaan tunnettu yritys Dyson ilmoitti aikovansa rakentaa Ison-Britannian suurimman robotiikkakeskuksen. kotitalousrobottien kehittäminen jotka suorittavat päivittäisiä kotitöitä asuintiloissa.
Kasvavasta kiinnostuksesta huolimatta mahdolliset asiakkaat saattavat joutua odottamaan jonkin aikaa, jotta nämä robotit tulevat markkinoille. Vaikka älykkäitä termostaatteja ja turvajärjestelmiä käytetään nykyään laajasti kodeissa, kotitalousrobottien kaupallinen käyttö on vielä lapsenkengissään.
Kuten robotiikan tutkija, Tiedän omakohtaisesti, kuinka kotitalousrobotteja on huomattavasti vaikeampi rakentaa kuin älykkäitä digitaalisia laitteita tai teollisuusrobotteja.
Objektien käsittely
Yksi suuri ero digitaalisten ja robottilaitteiden välillä on kotitalousrobotit tarve käsitellä esineitä fyysisen kontaktin kautta tehtäviensä suorittamiseksi. Heidän on kannettava lautaset, siirrettävä tuoleja ja poimittava likapyykki ja asetettava se pesukoneeseen. Nämä toiminnot edellyttävät, että robotti pystyy käsittelemään särkyviä, pehmeitä ja joskus raskaitakin epäsäännöllisen muotoisia esineitä.
Huippuluokan tekoäly- ja koneoppimisalgoritmit toimivat hyvin simuloiduissa ympäristöissä. Mutta kosketus todellisen maailman esineisiin usein kompastelee niitä. Tämä tapahtuu, koska fyysistä kontaktia on usein vaikea mallintaa ja vielä vaikeampi hallita. Vaikka ihminen voi helposti suorittaa nämä tehtävät, kotitalousrobottien on olemassa merkittäviä teknisiä esteitä saavuttaa ihmistason kyky käsitellä esineitä.
Roboteilla on vaikeuksia kahdessa kohteiden käsittelyssä: ohjauksessa ja havaitsemisessa. Monet poiminta- ja paikkarobottimanipulaattorit, kuten kokoonpanolinjoilla olevat, on varustettu yksinkertaisella tarttujalla tai erikoistyökaluilla, jotka on tarkoitettu vain tiettyihin tehtäviin, kuten tiettyyn osaan tarttumiseen ja kantamiseen. Heillä on usein vaikeuksia käsitellä esineitä, joilla on epäsäännöllinen muoto tai joustavia materiaaleja, varsinkin koska niiltä puuttuu tehokkuus voima- tai haptinen palaute ihmisillä on luonnostaan. Yleiskäyttöisen robottikäden rakentaminen joustavilla sormilla on edelleen teknisesti haastavaa ja kallista.
On myös syytä mainita, että perinteiset robottimanipulaattorit vaativat vakaan alustan toimiakseen tarkasti, mutta tarkkuus laskee huomattavasti käytettäessä niitä liikkuvien alustojen kanssa, erityisesti erilaisilla pinnoilla. Liikkumisen ja manipuloinnin koordinointi mobiilirobotissa on avoin ongelma robotiikkayhteisössä, johon on puututtava ennen kuin laajalti kykenevät kotitalousrobotit pääsevät markkinoille.
Hienostunut robottikeittiö on jo markkinoilla (alla), mutta se toimii erittäin jäsennellyssä ympäristössä, mikä tarkoittaa, että kaikki esineet, joiden kanssa se on vuorovaikutuksessa – keittoastiat, ruoka-astiat, laitteet – ovat siellä, missä se odottaa niiden olevan, eikä niitä ole olemassa. ärsyttäviä ihmisiä päästämään tielle.
He pitävät rakenteesta
Kokoonpanolinjalla tai varastossa ympäristö ja tehtävien järjestys on tiukasti järjestetty. Tämän ansiosta insinöörit voivat esiohjelmoida robotin liikkeet tai käyttää yksinkertaisia menetelmiä, kuten QR-koodeja, paikantaa kohteita tai kohdepaikkoja. Kuitenkin kodin tavarat ovat usein hajanaisia ja sijoitettu satunnaisesti.
Kotirobottien täytyy käsitellä monia epävarmuustekijöitä työtiloissaan. Robotin tulee ensin paikantaa ja tunnistaa kohdekohde monien muiden joukosta. Usein se vaatii myös työtilan muiden esteiden raivaamista tai välttämistä, jotta esineeseen päästään ja annettuja tehtäviä voidaan suorittaa. Tämä edellyttää, että robotilla on erinomainen havaintojärjestelmä, tehokkaat navigointitaidot sekä tehokas ja tarkka manipulointikyky.
Esimerkiksi robottiimurien käyttäjät tietävät, että kaikki pienet huonekalut ja muut esteet, kuten kaapelit, on poistettava lattiasta, koska paraskaan robottiimuri ei pysty poistamaan niitä itsestään. Vielä haastavampaa on se, että robotin on toimittava liikkuvien esteiden läsnä ollessa, kun ihmiset ja lemmikkieläimet kävelevät lähietäisyydellä.
Keeping It Simple
Vaikka ne vaikuttavat yksinkertaisilta ihmisille, monet kotityöt ovat liian monimutkaisia roboteille. Teollisuusrobotit soveltuvat erinomaisesti toistuviin toimintoihin, joissa robotin liike voidaan ohjelmoida valmiiksi. Mutta kotityöt ovat usein tilannekohtaisia ja voivat olla täynnä yllätyksiä, jotka vaativat robotin jatkuvasti tekemään päätöksiä ja muuttamaan reittiään tehtävien suorittamiseksi.
Ajattele ruoanlaittoa tai astioiden puhdistamista. Muutaman minuutin kypsennyksen aikana voit tarttua pannuun, lastaan, lieden nuppiin, jääkaapin oven kahvaan, kananmunaan ja ruokaöljypulloon. Pannua pestäessä yleensä pidät ja liikutat sitä toisella kädellä samalla kun hankaat toisella ja varmistat, että kaikki kypsennetty ruokajäämät poistetaan ja kaikki saippua huuhdellaan pois.
Viime vuosina on tapahtunut merkittävää kehitystä koneoppimisen avulla robottien kouluttamisessa tekemään älykkäitä päätöksiä poimiessaan ja sijoittaessaan erilaisia esineitä eli kohteiden tarttumista ja siirtämistä paikasta toiseen. Robottien kouluttaminen hallitsemaan kaikenlaisia keittiövälineitä ja kodinkoneita olisi kuitenkin toinen vaikeustaso parhaillekin oppimisalgoritmeille.
Puhumattakaan siitä, että ihmisten kodeissa on usein portaita, kapeita käytäviä ja korkeita hyllyjä. Nämä vaikeapääsyiset tilat rajoittavat nykypäivän mobiilirobottien käyttöä, sillä ne käyttävät yleensä pyöriä tai neljää jalkaa. Humanoidirobotteja, jotka vastaisivat paremmin ihmisten itse rakentamia ja organisoimia ympäristöjä, ei ole vielä käytetty luotettavasti laboratorioasetusten ulkopuolella.
Ratkaisu tehtävän monimutkaisuuteen on rakentaa erikoisrobotteja, kuten robottipölynimureita tai keittiörobotteja. Lähitulevaisuudessa kehitetään todennäköisesti monia erilaisia tällaisia laitteita. Uskon kuitenkin, että yleiskäyttöiset kotirobotit ovat edelleen pitkän matkan päässä.
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Kuva pistetilanne: Dyson
