Algoritmus, který může pomoci robotům odejít ze zranění

Roboti, jako je Mars Rover, mohou fungovat sami v drsném prostředí a nový výzkum ukazuje, že by mohli být ještě více soběstační tím, že přijdou na způsoby, jak se po zranění přizpůsobit a zůstat v pohybu.

Za méně než minutu tento jednoduchý robot přišel na to, jak kompenzovat zlomený kloub a dokončit svůj úkol.

Práce je předmětem studie, publikované dnes v Příroda , výzkumníky z Univerzity Pierra a Marie Curieových ve Francii a University of Wyoming. Myšlenka je taková, že pokud se roboti chystají vykonávat nebezpečné a obtížné práce, pak se budou muset vypořádat s rozbitými součástmi a zraněními, zatímco jsou mimo dosah lidské opravárenské posádky.

Pokud je například robot po zemětřesení vyslán na pátrací a záchrannou misi, možná se bude muset vypořádat s neočekávaným poškozením jedné ze svých nohou při průzkumu zřícené budovy.

Hlavním úkolem bylo vytvořit něco, co se naučí, ale naučí se to za pár minut, říká spoluautor Jean-Baptiste Mouret, nyní výzkumný pracovník francouzského inovačního konsorcia Inria. Ve videu, které dokument doprovází, vědci ukazují robota podobného pavoukovi, který utrpěl zranění na jedné ze svých šesti nohou. Tvor začíná zkoušet nové způsoby pohybu a asi za 40 sekund získá zpět 96 procent své rychlosti, vypadá méně jako rozbitá hračka a spíše jako zraněné zvíře, které se plazí pryč.

V dalším příkladu vědci poškodili jeden z motorů na mechanickém rameni. Za méně než minutu jednoduchý robot přišel na to, jak kompenzovat zlomený kloub a správně umístit míček do plechovky.

Spoluautor Antoine Cully, doktorand na PMCU, poznamenává, že roboti se učí pomocí evolučního algoritmu. To znamená, že bude spouštět opakované kroky pokusů a omylů – na základě seznamu, který vytvořil před nasazením a který podrobně popisuje věci, které může dělat a jak je každý z nich cenný – aby určil nový způsob, jak obejít. Je to jako zjednodušená verze toho, co lidé dělají: když si vymknete kotník, použijete paměť a experimentování, abyste zjistili, jak se potácet nejúčinnějším a nejméně bolestivým způsobem.

Navzdory tomu, že má klouby paží zaseknuté v různých polohách, je tento robot schopen vymyslet nové způsoby, jak umístit míčky do kelímku.

Většina robotů takové pohotovostní plány nemá, protože jsou obvykle naprogramováni tak, aby se pohybovali ve specifických vzorcích. Pokud jsou poškozeny, možná se budou muset naučit novou metodu pohybu, aby si zachovaly svou funkčnost. Ve studii, říká Mouret, roboti nechápali, co se s nimi děje; výzkumníci se nesnažili předvídat nic o škodě, kterou utrpí.

Roboti, stejně jako auta, samozřejmě mohou mít senzory, které upozorňují na konkrétní problémy. Senzory ale problém nevyřeší a Mouret říká, že cílem bylo učit se bez senzorů (ačkoli šestinohý robot používal Kinect, aby mu poskytl základní informace o tom, kdy je vzpřímený a vyvážený). Mouret také poukazuje na to, že senzory mohou být špatné nebo možná ne úplně správné. Teorie výzkumníků je tedy prozatím taková, že robotovi lépe poslouží při hledání nejlepšího způsobu, jak se pohybovat pomocí experimentů, spíše než pomocí dat ze senzorů.

Chceme tyto znalosti začlenit, ale musíme být opatrní, říká Mouret.

Zatím není jasné, jak by mohl být robot poškozený a přesto by mohl obnovit nějaký pohyb, a příklady výzkumníků jsou stále daleko od skutečných scénářů, jako je boj s požáry nebo záchrana lidí. Mouret říká, že brzy otestují tyto algoritmy učení mimo laboratoř na větších robotech.

A zatímco sleduje šestinohého robota, jak přichází na novou metodu pohybu, která nevyhnutelně přináší vize Terminátora a zlých robotů, Mouret říká, že výzkumníci mají spoustu času na to, aby zabudovali náležitá ochranná opatření, která zabrání robotům v implementaci chování, které by mohlo lidem ublížit.

Téměř všechna zvířata jsou stavěna tak, aby se přizpůsobila malému zranění, říká. To neznamená, že chtějí ovládnout svět.

skrýt