З останніми досягненнями в технології штучного інтелекту та робототехнікизростає інтерес до розробки та маркетингу домашніх роботів, здатних виконувати різноманітні домашні справи.
Тесла є створення гуманоїдного робота, який, за словами генерального директора Ілона Маска, можна було б використовувати для приготування їжі та допомоги людям похилого віку. Amazon нещодавно придбала iRobot, відомий виробник роботизованих пилососів, який інвестує значні кошти в технологію через Програма Amazon Robotics поширити технології робототехніки на споживчий ринок. У травні 2022 року Dyson, компанія, відома своїми потужними пилососами, оголосила, що планує побудувати найбільший у Великій Британії робототехнічний центр, присвячений розробка побутових роботів які виконують щоденні домашні завдання в житлових приміщеннях.
Незважаючи на зростаючий інтерес, потенційним клієнтам, можливо, доведеться почекати деякий час, поки ці роботи з’являться на ринку. У той час як такі пристрої, як інтелектуальні термостати та системи безпеки, сьогодні широко використовуються в будинках, комерційне використання побутових роботів все ще знаходиться в зародковому стані.
Як дослідник робототехнікиЯ не з чуток знаю, що побутових роботів значно складніше створити, ніж розумних цифрових пристроїв чи промислових роботів.
Обробка об'єктів
Однією з основних відмінностей між цифровими та роботизованими пристроями є те, що вони є побутовими роботами потрібно маніпулювати предметами через фізичний контакт для виконання своїх завдань. Їм доводиться носити тарілки, пересувати стільці, збирати брудну білизну та класти її в пральну машину. Ці операції вимагають, щоб робот міг працювати з крихкими, м’якими, а іноді й важкими предметами неправильної форми.
Сучасні алгоритми штучного інтелекту та машинного навчання добре працюють у змодельованих середовищах. Але контакт з предметами в реальному світі часто спотикає їх. Це відбувається тому, що фізичний контакт часто важко моделювати, а ще важче контролювати. Хоча людина може легко виконувати ці завдання, існують значні технічні перешкоди для побутових роботів, щоб досягти рівня людської здатності поводитися з предметами.
Роботи мають труднощі з двома аспектами маніпулювання об’єктами: управлінням і відчуттям. Багато роботів-маніпуляторів, таких як ті, що працюють на складальних лініях, оснащені простим захватом або спеціальними інструментами, призначеними лише для виконання певних завдань, як-от захоплення та перенесення певної частини. Їм часто важко маніпулювати предметами неправильної форми або еластичними матеріалами, особливо тому, що їм бракує ефективності силовий, або тактильний, зворотний зв'язок люди наділені від природи. Створення руки робота загального призначення з гнучкими пальцями все ще є технічно складним і дорогим.
Варто також зазначити, що традиційні роботи-маніпулятори потребують стабільної платформи для точної роботи, але точність значно падає при їх використанні з платформами, які рухаються, особливо на різноманітних поверхнях. Координація пересування та маніпуляцій у мобільних роботах є відкритою проблемою для спільноти робототехніки, яку необхідно вирішити, перш ніж побутові роботи з широкими можливостями зможуть вийти на ринок.
Складна роботизована кухня вже доступна на ринку (нижче), але вона працює в добре структурованому середовищі, тобто всі об’єкти, з якими вона взаємодіє — посуд, харчові контейнери, прилади — знаходяться там, де вони очікуються, і їх немає. докучливі люди, щоб стати на шляху.
Вони люблять структуру
На складальній лінії або на складі середовище та послідовність завдань строго організовані. Це дозволяє інженерам заздалегідь програмувати рухи робота або використовувати прості методи, як-от QR-коди, для визначення місцезнаходження об’єктів або цільових місць. Однак предмети домашнього вжитку часто неорганізовані та розміщені хаотично.
Домашні роботи змушені мати справу з багатьма невизначеними умовами роботи. Робот повинен спочатку знайти та ідентифікувати цільовий предмет серед багатьох інших. Досить часто також потрібно очистити або уникнути інших перешкод у робочому просторі, щоб мати можливість дістатися до предмета та виконати поставлені завдання. Для цього робот повинен мати чудову систему сприйняття, ефективні навігаційні навички та потужну й точну здатність маніпулювати.
Наприклад, користувачі роботів-пилососів знають, що вони повинні прибрати з підлоги всі дрібні меблі та інші перешкоди, такі як кабелі, тому що навіть найкращий робот-пилосос не зможе їх усунути сам. Що ще складніше, робот повинен працювати в присутності рухомих перешкод, коли люди та домашні тварини ходять на близькій відстані.
Збереження простоти
Хоча вони здаються простими для людей, багато домашніх завдань занадто складні для роботів. Промислові роботи чудово підходять для повторюваних операцій, у яких рух робота можна попередньо запрограмувати. Але домашні завдання часто є унікальними для ситуації та можуть бути сповнені сюрпризів, які вимагають від робота постійного прийняття рішень і зміни маршруту, щоб виконати завдання.
Подумайте про приготування їжі або чищення посуду. За кілька хвилин приготування ви можете схопити сковороду, лопатку, ручку плити, ручку дверей холодильника, яйце та пляшку рослинного масла. Щоб помити каструлю, ви зазвичай тримаєте й рухаєте її однією рукою, а другою чистите, і переконаєтеся, що всі залишки приготованої їжі видалені, а потім усе мило змивається.
В останні роки відбувся значний розвиток у використанні машинного навчання для навчання роботів приймати розумні рішення під час вибору та розміщення різних об’єктів, тобто захоплення та переміщення об’єктів з одного місця на інше. Однак можливість навчити роботів володіти різноманітними кухонними інструментами та побутовою технікою була б іншим рівнем складності навіть для найкращих алгоритмів навчання.
Не кажучи вже про те, що в будинках людей часто є сходи, вузькі проходи та високі полиці. Ці важкодоступні місця обмежують використання сучасних мобільних роботів, які, як правило, використовують колеса або чотири ноги. Роботи-гуманоїди, які б більше відповідали середовищам, які люди будують і організовують для себе, ще мають бути надійно використані поза межами лабораторії.
Рішенням складності завдання є створення спеціальних роботів, таких як роботи-пилососи або кухонні роботи. Найімовірніше, найближчим часом буде розроблено багато різних типів таких пристроїв. Однак я вважаю, що домашні роботи загального призначення все ще є далеко.
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Зображення Фото: Dyson
