Z nedavnim napredkom v umetna inteligenca in robotska tehnologija, narašča zanimanje za razvoj in trženje gospodinjskih robotov, ki so sposobni opravljati različna gospodinjska opravila.
Tesla je izdelava humanoidnega robota, ki bi ga po besedah izvršnega direktorja Elona Muska lahko uporabili za kuhanje obrokov in pomoč starejšim. Amazon nedavno kupil iRobot, uglednega proizvajalca robotskih vakuumov, in je veliko vlagal v tehnologijo prek Program Amazon Robotics razširiti tehnologijo robotike na potrošniški trg. Maja 2022 je podjetje Dyson, znano po svojih električnih sesalnikih, objavilo, da namerava zgraditi največji robotski center v Združenem kraljestvu, namenjen razvoj gospodinjskih robotov ki opravljajo vsakodnevna gospodinjska opravila v stanovanjskih prostorih.
Kljub naraščajočemu zanimanju bodo morebitne stranke morda morale nekaj časa počakati, da ti roboti pridejo na trg. Medtem ko se naprave, kot so pametni termostati in varnostni sistemi, danes pogosto uporabljajo v domovih, je komercialna uporaba gospodinjskih robotov še v povojih.
Kot raziskovalec robotike, iz prve roke vem, da je gospodinjske robote bistveno težje zgraditi kot pametne digitalne naprave ali industrijske robote.
Ravnanje s predmeti
Ena glavnih razlik med digitalnimi in robotskimi napravami je, da so gospodinjski roboti potrebo po manipuliranju s predmeti s fizičnim stikom za opravljanje svojih nalog. Nositi morajo krožnike, premikati stole in pobrati umazano perilo ter ga dati v pralni stroj. Te operacije zahtevajo, da je robot sposoben rokovati z krhkimi, mehkimi in včasih težkimi predmeti nepravilnih oblik.
Najsodobnejši algoritmi umetne inteligence in strojnega učenja dobro delujejo v simuliranih okoljih. Toda stik s predmeti v resničnem svetu jih pogosto spotakne. To se zgodi, ker je fizični stik pogosto težko modelirati in še težje nadzorovati. Medtem ko lahko človek zlahka opravi te naloge, obstajajo znatne tehnične ovire, da gospodinjski roboti dosežejo sposobnost rokovanja s predmeti na človeški ravni.
Roboti imajo težave pri dveh vidikih manipuliranja s predmeti: nadzoru in zaznavanju. Številni robotski manipulatorji, kot so tisti na montažnih linijah, so opremljeni s preprostim prijemalom ali specializiranimi orodji, namenjenimi le določenim nalogam, kot je prijemanje in prenašanje določenega dela. Pogosto se trudijo manipulirati s predmeti nepravilnih oblik ali elastičnimi materiali, še posebej zato, ker nimajo učinkovitega sila ali haptična povratna informacija smo ljudje naravno obdarjeni. Izdelava robotske roke za splošne namene s prožnimi prsti je še vedno tehnično zahtevna in draga.
Prav tako je treba omeniti, da tradicionalni robotski manipulatorji zahtevajo stabilno platformo za natančno delovanje, vendar natančnost znatno pade, če jih uporabljate s platformami, ki se premikajo, zlasti na različnih površinah. Usklajevanje gibanja in manipulacije v mobilnem robotu je odprt problem v skupnosti robotov, ki ga je treba obravnavati, preden lahko široko zmogljivi gospodinjski roboti pridejo na trg.
Sofisticirana robotska kuhinja je že na trgu (spodaj), vendar deluje v zelo strukturiranem okolju, kar pomeni, da so vsi predmeti, s katerimi komunicira – posoda, posode za hrano, aparati – tam, kjer pričakuje, da bodo, in jih ni. nadležnim ljudem, da se znajdejo na poti.
Všeč jim je struktura
V tekočem traku ali skladišču sta okolje in zaporedje nalog strogo organizirana. To inženirjem omogoča vnaprejšnje programiranje gibanja robota ali uporabo preprostih metod, kot so kode QR, za lociranje predmetov ali ciljnih lokacij. Vendar pa so gospodinjski predmeti pogosto neorganizirani in postavljeni naključno.
Domači roboti se morajo soočiti s številnimi negotovostmi v svojih delovnih prostorih. Robot mora najprej poiskati in identificirati ciljni predmet med mnogimi drugimi. Pogosto zahteva tudi čiščenje ali izogibanje drugim oviram v delovnem prostoru, da bi lahko dosegli predmet in opravili dane naloge. To zahteva, da ima robot odličen sistem zaznavanja, učinkovite navigacijske sposobnosti ter zmogljivo in natančno manipulacijo.
Uporabniki robotskih sesalnikov na primer vedo, da morajo s tal odstraniti vse manjše pohištvo in druge ovire, kot so kabli, saj jih niti najboljši robotski sesalnik ne more odstraniti sam. Še večji izziv je to, da mora robot delovati ob prisotnosti premikajočih se ovir, ko ljudje in hišni ljubljenčki hodijo v bližini.
Naj bo preprosto
Čeprav se ljudem zdijo preprosta, so številna gospodinjska opravila za robote preveč zapletena. Industrijski roboti so odlični za ponavljajoče se operacije, pri katerih je gibanje robota mogoče vnaprej programirati. Toda gospodinjska opravila so pogosto edinstvena za situacijo in so lahko polna presenečenj, zaradi katerih mora robot nenehno sprejemati odločitve in spreminjati svojo pot, da lahko opravi naloge.
Pomislite na kuhanje ali čiščenje posode. V nekaj minutah kuhanja boste morda prijeli ponev, lopatko, gumb štedilnika, kljuko na vratih hladilnika, jajce in steklenico jedilnega olja. Če želite pomiti posodo, jo običajno držite in premikate z eno roko, medtem ko z drugo drgnete, ter zagotovite, da so odstranjeni vsi kuhani ostanki hrane in nato izperete vse milo.
V zadnjih letih je prišlo do pomembnega razvoja uporabe strojnega učenja za usposabljanje robotov za sprejemanje inteligentnih odločitev pri izbiranju in postavljanju različnih predmetov, kar pomeni prijemanje in premikanje predmetov z enega mesta na drugega. Vendar pa bi lahko usposobiti robote za obvladovanje vseh različnih vrst kuhinjskih orodij in gospodinjskih aparatov predstavljala še eno težavnostno stopnjo tudi za najboljše učne algoritme.
Da ne omenjam, da imajo domovi ljudi pogosto stopnice, ozke prehode in visoke police. Ti težko dostopni prostori omejujejo uporabo današnjih mobilnih robotov, ki običajno uporabljajo kolesa ali štiri noge. Humanoidni roboti, ki bi se bolj ujemali z okoljem, ki si ga ljudje gradijo in organizirajo sami, še niso bili zanesljivo uporabljeni zunaj laboratorijskih nastavitev.
Rešitev zapletenosti nalog je izdelava robotov za posebne namene, kot so robotski sesalniki ali kuhinjski roboti. V bližnji prihodnosti bo verjetno razvitih veliko različnih vrst takih naprav. Vendar verjamem, da domači roboti za splošno rabo še vedno obstajajo daleč stran.
Ta članek je ponovno objavljen Pogovor pod licenco Creative Commons. Preberi Originalni članek.
Kreditno slike: Dyson
