A közelmúltban történt előrelépésekkel mesterséges intelligencia és robottechnika, egyre nagyobb az érdeklődés a különféle háztartási feladatok elvégzésére képes háztartási robotok fejlesztése és forgalmazása iránt.
Tesla van humanoid robot építése, amelyet Elon Musk vezérigazgató szerint ételkészítésre és idősek megsegítésére lehetne használni. Amazon nemrég felvásárolta az iRobotot, egy kiemelkedő robotporszívó gyártó, és jelentős befektetéseket eszközölt a technológiába a Amazon Robotics program a robotikai technológia kiterjesztése a fogyasztói piacra. 2022 májusában a Dyson, az elektromos porszívóiról híres cég bejelentette, hogy tervezi az Egyesült Királyság legnagyobb robotikai központjának megépítését. háztartási robotok fejlesztése amelyek mindennapi háztartási feladatokat látnak el a lakóterekben.
A növekvő érdeklődés ellenére előfordulhat, hogy a leendő ügyfeleknek várniuk kell egy ideig, amíg ezek a robotok piacra kerülnek. Míg az olyan eszközöket, mint az intelligens termosztátok és a biztonsági rendszerek széles körben használják az otthonokban, a háztartási robotok kereskedelmi alkalmazása még gyerekcipőben jár.
Ennek robotika kutatója, első kézből tudom, hogy a háztartási robotokat sokkal nehezebb megépíteni, mint az okos digitális eszközöket vagy az ipari robotokat.
Tárgyak kezelése
Az egyik fő különbség a digitális és a robotizált eszközök között az, hogy a háztartási robotok tárgyakat kell manipulálni fizikai érintkezés útján feladataik elvégzéséhez. Nekik kell vinniük a tányérokat, mozgatniuk a székeket, fel kell szedniük a piszkos ruhaneműt, és be kell helyezniük a mosógépbe. Ezekhez a műveletekhez a robotnak képesnek kell lennie törékeny, puha és néha nehéz, szabálytalan alakú tárgyak kezelésére.
A legmodernebb AI és gépi tanulási algoritmusok jól teljesítenek szimulált környezetben. De a való világban lévő tárgyakkal való érintkezés gyakran megbotránkoztatja őket. Ez azért történik, mert a fizikai kontaktust gyakran nehéz modellezni, és még nehezebb ellenőrizni. Míg az ember könnyen elvégezheti ezeket a feladatokat, jelentős technikai akadályok állnak a háztartási robotok előtt, hogy elérjék az emberi szintű tárgyak kezelési képességét.
A robotoknak két szempontból nehézséget okoz a tárgyak manipulálása: az irányítás és az érzékelés. Sok pick-and-place robotmanipulátor, mint például az összeszerelősorokon, egyszerű megfogóval vagy speciális eszközökkel van felszerelve, amelyeket csak bizonyos feladatokra, például egy adott alkatrész megfogására és hordozására szolgálnak. Gyakran küzdenek a szabálytalan formájú vagy rugalmas anyagú tárgyak manipulálásával, különösen azért, mert hiányzik belőlük a hatékony erő vagy tapintható visszacsatolás az ember természeténél fogva fel van ruházva. Egy általános célú, rugalmas ujjakkal rendelkező robotkéz megépítése technikailag még mindig kihívást jelent és költséges.
Azt is érdemes megemlíteni, hogy a hagyományos robotmanipulátorok pontos működéséhez stabil platformra van szükség, de a pontosság jelentősen csökken, ha mozgó platformokkal használják őket, különösen sokféle felületen. A mozgás és a manipuláció koordinálása egy mobil robotban nyitott probléma a robotikai közösségben, amellyel foglalkozni kell, mielőtt a széles körű háztartási robotok piacra léphetnének.
Egy kifinomult robotkonyha már a piacon van (lent), de erősen strukturált környezetben működik, ami azt jelenti, hogy minden tárgy, amellyel kölcsönhatásba lép – edények, ételtartók, készülékek – ott van, ahol elvárja őket, és nincs idegesítő emberek, hogy útba álljanak.
Szeretik a szerkezetet
Összeszerelő soron vagy raktárban a környezet és a feladatok sorrendje szigorúan szervezett. Ez lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy előre beprogramozzák a robot mozgását, vagy egyszerű módszereket, például QR-kódokat alkalmazzanak az objektumok vagy a célhelyek megkeresésére. A háztartási cikkeket azonban gyakran rendezetlenül és véletlenszerűen helyezik el.
Az otthoni robotoknak számos bizonytalansággal kell megküzdeniük a munkaterületükön. A robotnak először meg kell találnia és azonosítania kell a céltárgyat a sok egyéb mellett. Gyakran más akadályok eltávolítása vagy elkerülése is szükséges a munkaterületen ahhoz, hogy elérjük a tárgyat és elvégezzük az adott feladatokat. Ehhez kiváló észlelőrendszerrel, hatékony navigációs képességekkel, valamint erőteljes és pontos manipulációs képességgel kell rendelkeznie.
A robotporszívók használói például tudják, hogy minden apró bútort és egyéb akadályt, például kábeleket el kell távolítaniuk a padlóról, mert még a legjobb robotporszívó sem tudja magától eltávolítani azokat. Még nagyobb kihívás, hogy a robotnak mozgó akadályok jelenlétében kell működnie, amikor emberek és háziállatok sétálnak a közelben.
Megtartása egyszerű
Bár az emberek számára egyértelműnek tűnnek, sok háztartási feladat túl bonyolult a robotok számára. Az ipari robotok kiválóan alkalmasak ismétlődő műveletekre, amelyekben a robot mozgása előre programozható. A háztartási feladatok azonban gyakran egyediek az adott helyzetben, és tele lehetnek olyan meglepetésekkel, amelyek miatt a robotnak folyamatosan döntéseket kell hoznia és útvonalat kell változtatnia a feladatok elvégzése érdekében.
Gondoljon a főzésre vagy az edények tisztítására. Néhány perces főzés során megfoghat egy serpenyőt, egy spatulát, a tűzhely gombját, a hűtőszekrény ajtajának kilincsét, egy tojást és egy üveg étolajat. Egy serpenyő mosásához általában az egyik kezével tartsa és mozgassa, míg a másikkal súrolja, és gondoskodjon arról, hogy minden megfőtt ételmaradékot eltávolítsanak, majd az összes szappant leöblítsék.
Az elmúlt években jelentős fejlődés ment végbe a gépi tanulás segítségével, amellyel a robotokat intelligens döntések meghozatalára oktatták a különböző tárgyak kiválasztása és elhelyezése során, vagyis tárgyak megfogását és mozgatását egyik helyről a másikra. Az azonban, hogy a robotokat mindenféle konyhai eszköz és háztartási gép elsajátítására taníthassák, még a legjobb tanulási algoritmusok számára is további nehézséget jelentene.
Arról nem is beszélve, hogy az emberek otthonában gyakran vannak lépcsők, szűk átjárók és magas polcok. Ezek a nehezen elérhető helyek korlátozzák a mai mobil robotok használatát, amelyek általában kerekeket vagy négy lábat használnak. A humanoid robotokat, amelyek jobban megfelelnének az emberek által maguknak épített és megszervezhető környezeteknek, még nem kell megbízhatóan használni a laboratóriumi beállításokon kívül.
A feladat összetettségére megoldást jelenthet speciális célú robotok, például robotporszívók vagy konyhai robotok építése. A közeljövőben valószínűleg sok különböző típusú ilyen eszközt fognak kifejleszteni. Úgy gondolom azonban, hogy az általános célú otthoni robotok még mindig messze van.
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
Kép: Dyson
