211service.com
Waarom robots en mensen worstelden met de uitdaging van DARPA
Wanneer enkele van 's werelds meest geavanceerde reddingsrobots worden verijdeld door niets ingewikkelders dan een deurknop, krijg je een goed idee van de uitdaging om onze huizen en werkplekken meer geautomatiseerd te maken.
Een robot die wordt bestuurd door een team van het Florida Institute of Human and Machine Cognition (IHMC) valt om terwijl hij over oneffen terrein rijdt.
Bij de DARPA Robotica-uitdaging , een wedstrijd die afgelopen weekend in Californië werd gehouden, deden twee dozijn uiterst geavanceerde robots hun best om een reeks taken op een buitenbaan uit te voeren, waaronder het draaien van een klep, het beklimmen van een trap en het openen van een deur (zie Een transformator wint de $ 2 miljoen van DARPA Robotica-uitdaging). Hoewel een paar robots het parcours wisten af te leggen, grepen anderen in het niets, liepen tegen muren aan of vielen gewoon om alsof ze overwonnen waren door de pure onmogelijkheid van dit alles. Tegelijkertijd kunnen de inspanningen van menselijke controllers om de robots te helpen bij hun taken, aanwijzingen geven over hoe mens-machine-samenwerking in verschillende andere omgevingen kan worden ingezet.
Ik denk dat dit een kans is voor iedereen om te zien hoe moeilijk robotica werkelijk is, zegt Mark Raibert, oprichter van Boston Dynamics , nu eigendom van Google, die een uiterst geavanceerde humanoïde robot produceerde, Atlas genaamd (zie 10 Breakthrough Technologies 2014: Agile Robots). Verschillende teams die betrokken waren bij de DARPA Robotics Challenge gebruikten Atlas-robots om deel te nemen. Andere teams brachten robots mee die ze helemaal opnieuw hadden gebouwd.
Links: de robot van het MIT-team rijdt met een kar naar de hindernisbaan.
Boven boven: De winnende robot, DRC-Hubo uit Zuid-Korea, bereidt zich voor om een klep te draaien.
Boven onder: Leden van team MIT.
Atlas kan dynamisch balanceren, wat betekent dat het in een snel tempo kan lopen of in evenwicht kan blijven op één been, zelfs als het een duwtje krijgt. Toch bleek de stabiliteit moeilijk voor tweevoetige robots bij de DARPA-uitdaging tijdens manoeuvres zoals lopen over zand, schrijden over hopen puin en uit een auto stappen. Verschillende teams die Atlas gebruikten, zagen hun robots tijdens de wedstrijd op de grond vallen.
De manier waarop veel robots moeite hadden om objecten vast te pakken en op de juiste manier te gebruiken, benadrukte ook de moeilijkheden bij het perfectioneren van machinevisie en manipulatie. Het oppakken van een elektrische boor en het gebruiken ervan om een gat in een muur te maken, bleek voor de meeste robots een bijzondere uitdaging. T Robotsensoren hebben moeite om vormen nauwkeurig te zien in het soort variabele verlichting dat buiten wordt aangetroffen, en robothanden of grijpers missen de delicate, meegaande aanraking van menselijke vingers.
Boven: JPL's Robosimian snijdt in een muur met behulp van een elektrisch gereedschap.
Rechts: Chimp, een robot van de Carnegie Mellon University, doet hetzelfde.
De robots die bij het evenement betrokken waren, handelden niet altijd autonoom (hoewel het voor toeschouwers moeilijk was om te weten wanneer dat wel het geval was). De uitdaging was bedoeld om de omstandigheden te simuleren waarmee een op afstand bediende robot een kerncentrale binnengaat, dus de communicatie werd gesmoord om radio-interferentie te simuleren. Hoewel dit teams aanmoedigde om hun machines wat autonomie te geven, was het vaak mogelijk voor een menselijke controller om in te grijpen als er iets misging.
De teams die bij de competitie betrokken waren, gebruikten verschillende niveaus van autonomie. Zo heeft het team van MIT hun Atlas-robot, Helios genaamd, in staat gesteld om zeer autonoom te handelen. De menselijke operators van het team kunnen bijvoorbeeld een gebied aanwijzen waar een hendel zou kunnen staan, en de robot zijn eigen actie laten plannen en uitvoeren. Indien nodig kunnen ze echter ook meer directe controle overnemen.
In tegenstelling tot, Team Nimbro van de Universiteit van Bonn, in Duitsland, koos voor meer directe controle, waarbij negen verschillende mensen de robot tijdens verschillende taken bestuurden (op een gegeven moment droeg een teamlid een Oculus Rift virtual reality-headset en gebruikte een gebarenvolgsysteem om de robot te besturen) . Team Nimbro eindigde als vierde, met zeven van de acht punten, terwijl het team van MIT als zevende eindigde, met hetzelfde aantal punten maar een langzamere tijd.
De teams die het beste presteerden in de uitdaging leken een bijzonder zorgvuldige benadering te hebben gevolgd bij het combineren van robot- en menselijke vaardigheden. In So Kweon , hoofdonderzoeker voor het sensorsysteem in DRC-Hubo, de winnende robot, van KAIST, een onderzoeksuniversiteit in Korea, noemde de samenwerking tussen mens en robot als sleutel tot het succes van zijn team. Deze taken vereisen een goede combinatie van menselijke bediening en [de robot] herkenning en begrip van de omgeving, zei Kweon. We hebben heel hard gewerkt om een mooie balans te vinden tussen die twee componenten.
Links: Chimpansee steigert op zijn achterpoten.
Rechts: IHMC's robot maakt een doorbraak op het gebied van muurboren.
Het team dat op de tweede plaats eindigde, uit de Florida Institute of Human and Machine Cognition , gebruikte een glijdende schaal van automatisering, waardoor een mens meer beslissingen en controle kon nemen als zijn robot stumped leek, of als een simulatie suggereerde dat de robot in de problemen zou komen door zijn eigen koers te volgen. Dergelijke benaderingen kunnen belangrijker worden naarmate er meer collaboratieve robots worden geïntroduceerd in omgevingen zoals fabrieken.
Het team van Carnegie Mellon University, dat als derde eindigde, met acht punten, volgde een vergelijkbare aanpak, volgens teamleider Tony Stentz . De echte vooruitgang hier is dat de robots en de mensen samenwerken om iets te doen, zei Stentz. De robot doet waar de robot goed in is en de mens doet waar de mens goed in is.
Gill Pratt , de DARPA-programmamanager die de Robotics Challenge organiseerde, zei dat het belangrijk was om te beseffen dat het niveau van automatisering in de concurrerende robots nog steeds vrij beperkt was, zelfs als hun acties soms griezelig natuurlijk leken. Deze dingen zijn ongelooflijk dom, zei hij. Het zijn meestal maar marionetten.