Cu progresele recente în inteligență artificială și tehnologie robotică, există un interes din ce în ce mai mare pentru dezvoltarea și comercializarea roboților de uz casnic capabili să se ocupe de o varietate de treburi domestice.
Tesla este construirea unui robot umanoid, care, potrivit CEO-ului Elon Musk, ar putea fi folosit pentru a găti mesele și pentru a ajuta persoanele în vârstă. Amazon recent a achiziționat iRobot, un producător proeminent de aspiratoare robotizate și a investit masiv în tehnologie prin intermediul Programul Amazon Robotics pentru a extinde tehnologia robotică pe piața de consum. În mai 2022, Dyson, o companie renumită pentru aspiratoarele sale de putere, a anunțat că intenționează să construiască cel mai mare centru de robotică din Marea Britanie dedicat dezvoltarea roboților de uz casnic care îndeplinesc sarcini casnice zilnice în spaţii rezidenţiale.
În ciuda interesului în creștere, potențialii clienți ar putea fi nevoiți să aștepte un timp pentru ca acești roboți să vină pe piață. În timp ce dispozitivele precum termostatele inteligente și sistemele de securitate sunt utilizate pe scară largă în case astăzi, utilizarea comercială a roboților de uz casnic este încă la început.
Ca cercetător în robotică, știu direct cum roboții de uz casnic sunt considerabil mai dificil de construit decât dispozitivele digitale inteligente sau roboții industriali.
Manipularea obiectelor
O diferență majoră între dispozitivele digitale și cele robotizate este aceea că roboții de uz casnic nevoia de a manipula obiecte prin contact fizic pentru a-și îndeplini sarcinile. Ei trebuie să ducă farfuriile, să mute scaunele și să ridice rufele murdare și să le pună în mașină de spălat. Aceste operațiuni necesită ca robotul să poată manipula obiecte fragile, moi și uneori grele, cu forme neregulate.
Algoritmii de IA și de învățare automată de ultimă generație funcționează bine în medii simulate. Dar contactul cu obiectele din lumea reală le împiedică adesea. Acest lucru se întâmplă deoarece contactul fizic este adesea greu de modelat și chiar mai greu de controlat. În timp ce un om poate îndeplini cu ușurință aceste sarcini, există obstacole tehnice semnificative pentru roboții de uz casnic pentru a atinge capacitatea umană de a manipula obiecte.
Roboții au dificultăți în două aspecte ale manipulării obiectelor: control și detecție. Multe roboti manipulatoare pick-and-place, cum ar fi cele de pe liniile de asamblare, sunt echipate cu o prindere simplă sau cu instrumente specializate dedicate doar anumitor sarcini, cum ar fi prinderea și transportul unei anumite piese. Se luptă adesea să manipuleze obiecte cu forme neregulate sau materiale elastice, mai ales că le lipsește eficiența feedback forțat sau haptic oamenii sunt înzestrați în mod natural cu. Construirea unei mâini de robot de uz general cu degete flexibile este încă dificilă și costisitoare din punct de vedere tehnic.
De asemenea, merită menționat faptul că manipulatoarele tradiționale de roboți necesită o platformă stabilă pentru a funcționa cu precizie, dar precizia scade considerabil atunci când le folosesc cu platforme care se mișcă, în special pe o varietate de suprafețe. Coordonarea locomoției și manipulării într-un robot mobil este o problemă deschisă în comunitatea robotică, care trebuie abordată înainte ca roboții de uz casnic cu capacitate generală să poată ajunge pe piață.
O bucătărie robotică sofisticată este deja pe piață (mai jos), dar funcționează într-un mediu foarte structurat, ceea ce înseamnă că toate obiectele cu care interacționează - vase de gătit, recipiente pentru alimente, aparate - sunt acolo unde se așteaptă să fie și nu există oameni necăjiți să stea în cale.
Le place Structura
Într-o linie de asamblare sau într-un depozit, mediul și succesiunea sarcinilor sunt strict organizate. Acest lucru le permite inginerilor să preprogrameze mișcările robotului sau să folosească metode simple, cum ar fi codurile QR, pentru a localiza obiecte sau locații țintă. Cu toate acestea, articolele de uz casnic sunt adesea dezorganizate și plasate aleatoriu.
Roboții de acasă trebuie să facă față multor incertitudini în spațiile lor de lucru. Robotul trebuie mai întâi să localizeze și să identifice elementul țintă printre multe altele. Destul de des necesită, de asemenea, eliminarea sau evitarea altor obstacole din spațiul de lucru pentru a putea ajunge la obiect și a îndeplini sarcinile date. Acest lucru necesită ca robotul să aibă un sistem de percepție excelent, abilități eficiente de navigare și o capacitate de manipulare puternică și precisă.
De exemplu, utilizatorii de aspiratoare robot știu că trebuie să îndepărteze toate mobilierul mic și alte obstacole, cum ar fi cablurile de pe podea, deoarece chiar și cel mai bun aspirator robot nu le poate îndepărta de la sine. Și mai provocator, robotul trebuie să funcționeze în prezența obstacolelor în mișcare atunci când oamenii și animalele de companie merg în apropiere.
Păstrarea simplă
Deși par simple pentru oameni, multe sarcini casnice sunt prea complexe pentru roboți. Roboții industriali sunt excelenți pentru operațiuni repetitive în care mișcarea robotului poate fi preprogramată. Dar sarcinile casnice sunt adesea unice pentru situație și ar putea fi pline de surprize care impun robotului să ia decizii în mod constant și să-și schimbe traseul pentru a îndeplini sarcinile.
Gândiți-vă la gătit sau la curățarea vaselor. În decurs de câteva minute de gătit, s-ar putea să apuci o tigaie, o spatulă, un mâner de aragaz, un mâner de ușă a frigiderului, un ou și o sticlă de ulei de gătit. Pentru a spăla o tigaie, de obicei o țineți și mișcați cu o mână în timp ce frecați cu cealaltă și vă asigurați că toate reziduurile de mâncare gătite sunt îndepărtate și apoi tot săpunul este clătit.
A existat o dezvoltare semnificativă în ultimii ani, folosind învățarea automată pentru a antrena roboții să ia decizii inteligente atunci când aleg și plasează diferite obiecte, adică apucă și mută obiecte dintr-un loc în altul. Cu toate acestea, a putea antrena roboții să stăpânească toate tipurile diferite de unelte de bucătărie și aparate de uz casnic ar fi un alt nivel de dificultate chiar și pentru cei mai buni algoritmi de învățare.
Ca să nu mai vorbim de faptul că casele oamenilor au adesea scări, pasaje înguste și rafturi înalte. Acele spații greu accesibile limitează utilizarea roboților mobili de astăzi, care tind să folosească roți sau patru picioare. Roboții umanoizi, care s-ar potrivi mai bine cu mediile pe care oamenii le construiesc și le organizează pentru ei înșiși, nu au fost încă utilizați în mod fiabil în afara setărilor de laborator.
O soluție la complexitatea sarcinii este construirea de roboți cu scop special, cum ar fi aspiratoarele robot sau roboții de bucătărie. Multe tipuri diferite de astfel de dispozitive sunt probabil dezvoltate în viitorul apropiat. Cu toate acestea, cred că roboții de uz general sunt încă un drum lung.
Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.
Credit imagine: Dyson
