211service.com
Een algoritme dat robots kan helpen bij het weglopen van verwondingen
Robots zoals de Mars Rover kunnen zelfstandig opereren in ruwe omgevingen, en nieuw onderzoek toont aan dat ze nog meer zelfvoorzienend kunnen worden door manieren te bedenken om zich aan te passen en in beweging te blijven na een blessure.
In minder dan een minuut ontdekte deze eenvoudige robot hoe hij een gebroken gewricht kon compenseren en zijn taak kon voltooien.
Het werk is het onderwerp van een studie, die vandaag is gepubliceerd in Natuur , door onderzoekers van de Pierre en Marie Curie University in Frankrijk en de University of Wyoming. Het idee is dat als robots gevaarlijke, moeilijke taken gaan uitvoeren, ze te maken krijgen met kapotte onderdelen en verwondingen terwijl ze buiten het bereik van een menselijke reparatieploeg zijn.
Als een robot bijvoorbeeld op een zoek- en reddingsmissie wordt gestuurd in de nasleep van een aardbeving, kan het zijn dat hij onverwachte schade aan een van zijn poten moet opvangen terwijl hij een ingestort gebouw inspecteert.
De grootste uitdaging was om iets te maken dat leert, maar leert in een paar minuten, zegt co-auteur Jean-Baptiste Mouret, nu onderzoeker bij het Franse innovatieconsortium Inria. In een video bij het artikel laten onderzoekers een spinachtige robot zien die een verwonding oploopt aan een van zijn zes poten. Het wezen begint nieuwe manieren van bewegen te proberen, en in ongeveer 40 seconden herwint het 96 procent van zijn snelheid, en ziet het er minder uit als een kapot speelgoed en meer als een gewond dier dat wegkruipt.
In een ander voorbeeld beschadigden onderzoekers een van de motoren op een mechanische arm. In minder dan een minuut ontdekte de eenvoudige robot hoe hij het gebroken gewricht kon compenseren en een bal correct in een blikje kon plaatsen.
Medeauteur Antoine Cully, een promovendus bij PMCU, merkt op dat de robots leren met een evolutionair algoritme. Dit betekent dat het herhaalde stappen van vallen en opstaan zal uitvoeren - voortbouwend op een lijst die het heeft gemaakt voordat het werd geïmplementeerd en waarin de dingen worden beschreven die het kan doen en hoe waardevol elk ervan is - om een nieuwe manier te vinden om de weg te vinden. Het is als een vereenvoudigde versie van wat mensen doen: als je een enkel verstuikt, gebruik je geheugen en experimenten om erachter te komen hoe je op de meest efficiënte en minst pijnlijke manier kunt strompelen.
Ondanks dat de gewrichten van zijn arm in verschillende posities vastzitten, is deze robot in staat om nieuwe manieren te bedenken om ballen in een beker te plaatsen.
De meeste robots hebben dergelijke rampenplannen niet, omdat ze doorgaans zijn geprogrammeerd om in specifieke patronen te bewegen. Als ze beschadigd zijn, moeten ze mogelijk een nieuwe manier van voortbewegen leren om hun functionaliteit te behouden. In het onderzoek, zegt Mouret, begrepen de robots niet wat er met hen aan de hand was; onderzoekers probeerden niets te voorspellen over de schade die ze zouden oplopen.
Natuurlijk kunnen robots, net als auto's, sensoren hebben die specifieke problemen signaleren. Maar sensoren lossen het probleem niet op, en Mouret zegt dat het doel was om zonder sensoren te leren (hoewel de zesbenige robot een Kinect gebruikte om hem een basisbegrip te geven van wanneer hij rechtop en gebalanceerd was). Mouret wijst er ook op dat sensoren het mis kunnen hebben of misschien niet helemaal goed. Dus de theorie van de onderzoekers is voorlopig dat een robot beter gediend is bij het uitzoeken van de beste manier om zich te verplaatsen door middel van experimenten in plaats van sensorgegevens.
Die kennis willen we meenemen, maar we moeten voorzichtig zijn, zegt Mouret.
Het is nog niet duidelijk hoe beschadigd een robot kan zijn en nog steeds wat beweging kan herstellen, en de voorbeelden van onderzoekers zijn nog verre van realistische scenario's zoals het blussen van branden of het redden van mensen. Mouret zegt dat ze deze leeralgoritmen binnenkort buiten het lab gaan testen op grotere robots.
En terwijl hij kijkt naar de zesbenige robot die erachter komt dat een nieuwe bewegingsmethode onvermijdelijk visioenen van de Terminator en kwaadaardige robots oproept, zegt Mouret dat onderzoekers voldoende tijd hebben om de juiste beveiligingen in te bouwen om te voorkomen dat robots gedrag vertonen dat mensen kan schaden.
Bijna alle dieren zijn gebouwd om zich aan te passen aan een kleine blessure, zegt hij. Dat betekent niet dat ze de wereld willen overnemen.