211service.com
Robots aan de redding
Dat brandende gebouw binnenstormen, die gevaarlijke chemische lekkage opruimen of die gebarricadeerde moordenaar lokaliseren? Misschien moeten we Robbie het laten doen.
Stationaire robots aan de lopende band blinken al tientallen jaren uit in nauwgezette en/of verdovende repetitieve taken in Amerikaanse fabrieken. Kunnen ze de echte wereld instappen (of uitrollen) en veel moeilijkere taken op onbekend terrein op zich nemen?
Robotstudenten en hun ontwerpers van hogescholen over de hele wereld kregen de kans om hun metaal te testen op de International Joint Conference on Artificial Intelligence (IJCAI), een tweejaarlijkse bijeenkomst van 2.600 AI-onderzoekers die onlangs bijeenkwam in het spelonkachtige Washington State Convention and Trade Center in Seattle.
Hoewel het misschien allemaal leuk en leuk lijkt, was het doel nog steeds serieus: de staat van robotica verbeteren. Commercieel gezien staat mobiele robotica nog aan de start. Maar ActivMedia Research uit Peterborough, NH, voorspelt dat de verkoop van mobiele robots met 2500 procent zal stijgen, van 665 miljoen dollar in 2000 tot 17 miljard dollar in 2005.
Op sommige werkterreinen zijn al dure robotbewakers, bomopruimingsspecialisten en ziekenhuispersoneel aanwezig. En binnenkort zouden mobiele robots alledaagse taken kunnen overnemen als stofzuigers, grasmaaiers of zelfs taxichauffeurs. Het aantal mobiele robots in het personeelsbestand zal naar verwachting groeien tot 865.000 in 2005, zegt ActivMedia-analist Harry Wolhandler.
Serieus plezier
Nergens was het robotpotentieel duidelijker dan in de IJCAI Robot Rescue-competitie, die de redding simuleert van gewonden die vastzitten in gevallen gebouwen. Verschillende soorten robots doorliepen drie testcursussen van toenemende moeilijkheidsgraad, ontworpen door het National Institute of Standards and Technology (NIST). De wedstrijd werd gezamenlijk gesponsord door de American Association for Artificial Intelligence (AAAI) en RoboCup, een jaarlijkse voetbalcompetitie voor robotica.
De robot of robots van elk team hadden 25 minuten om het parcours af te leggen, dummies te lokaliseren die gewonden simuleerden en terug te keren om de locatie van elk slachtoffer te melden. De teams varieerden van volledig autonoom tot volledig op afstand bestuurbare of telebediende robots. Er werden meer punten toegekend voor autonomie, dat wil zeggen voor het vertrouwen op de AI-programmering van een robot om te reageren op veranderende situaties.
We kozen voor het robot-zoek-en-reddingsmodel omdat we proberen al die op games gebaseerde AI-inspanningen te concentreren op problemen in de echte wereld, zegt Adam Jacoff, een werktuigbouwkundig ingenieur bij de afdeling intelligente systemen van NIST in Gaithersburg, MD.
In de gemakkelijkste cursus moesten robots door een eenvoudig tweedimensionaal doolhofachtig gebied navigeren en slachtoffers lokaliseren met gesimuleerde levenstekens. De ene pop heeft misschien een vinger die beweegt, de andere kreunt maar beweegt niet. De robots moesten deze signalen gebruiken om te bepalen welke slachtoffers levend of dood waren.
Toen werden er steeds meer obstakels en gevaren aan de banen toegevoegd, waaronder muren die konden instorten, puin op de vloer die de mobiliteit beperkten, en verschillende niveaus die bereikbaar zijn via hellingen en trappen, evenals slachtoffers op de bovenste niveaus. Dat was natuurlijk vooral een uitdaging voor robots die wielen gebruiken voor mobiliteit.
Hoewel robots nog niet kunnen worden gebruikt om gewonden op te halen of eerste hulp te verlenen, kunnen ze de locaties van slachtoffers en gevaren in kaart brengen om de risico's voor menselijke reddingswerkers te verkleinen. Sommige robots uploaden de informatie die ze verzamelen naar het computersysteem van de hulpverlener wanneer ze terugkeren; telegestuurde robots uitgerust met een kleurenvideocamera stellen de operator in staat om in realtime te zien wat de robot ziet.
Van de zes teams die meededen (tegen drie vorig jaar), ontving een team van de Sharif University in Teheran, Iran, een technische prestatieprijs voor de mobiliteit van zijn robot, behaald met tankloopvlakken waardoor het rupsvoertuig de moeilijkere testcursussen kon afleggen .
Een team van Swarthmore College in Swarthmore, PA, ontving ook een technische prestatieprijs voor het innovatieve gebruik van AI. Door twee autonome robots te gebruiken, was het Swarthmore-team in staat om meer gebied te vegen en de middelen van de menselijke redder te maximaliseren. De kleine cilindrische robots waren ook in staat om driedimensionale afbeeldingen te maken die later door de menselijke operator konden worden bekeken met behulp van 3D-viewers. Maar omdat de robots wielen gebruikten, was het moeilijker voor hen om de moeilijkere parcoursen te nemen.
Ze rolden/liepen ook
Teams die ervoor kozen om niet mee te doen, demonstreerden nog steeds robots die mogelijk eerder dan de meeste echte banen kunnen opleveren, meldt Tucker Balch, associate chair voor RoboCup 2001 en professor computerwetenschappen aan Georgia Tech. Een team van de Universiteit van Minnesota demonstreerde kleine robots ter grootte van een zaklamp met wielen aan beide uiteinden die kunnen worden gebruikt om in kleine, krappe ruimtes te komen om slachtoffers te zoeken die onder het puin vastzitten.
Hiroaki Kitano, projectdirecteur voor het Kitano Symbiotic Systems Project bij Japan Science and Technology Corp. in Tokio, evenals oprichter van de RoboCup-competitie, demonstreerde een mensachtige robot genaamd PINO - die meer als een mens loopt in plaats van de enigszins gebogen manier van bestaande tweevoetige robots, waardoor er minder energie nodig is.
PINO draait op een Pentium III-computer die is vastgemaakt aan zijn tweevoetige behuizing. Het bevat ook een zichtsysteem voor het herkennen van objecten en sensoren waarmee de robot zijn houding, balans, momentum en voetkrachten kan meten. Elke voet heeft acht afzonderlijke sensoren en de robot gebruikt in totaal 26 gewrichtshoekpotentiometers. Maar de sleutel tot PINO is een genetisch algoritme waarmee de robot zelfstandig kan lopen, zegt Kitano.
Een van de meer luchtige voorbeelden van robotica was de hors d'oeuvres-competitie met robotgeserveerd voedsel bij een nepreceptie. De teams konden elke technologie gebruiken die ze wilden, maar elke robot moest alleen mensen voedsel aanbieden, geen levenloze objecten.
NIST heeft ook zijn eigen roboticaprojecten. We hebben een Humvee die zichzelf autonoom kan rijden, zegt Jacoff. Het is bedoeld voor reddingsoperaties, maar ook voor situaties waarin een mens te ver weg is van de robot om in realtime te communiceren, zoals in de ruimte.
Als mensen niet de eersten zijn die in het stof van Mars stappen, komt dat waarschijnlijk omdat we Robbie het hebben laten doen.