Согласно новому исследованию, когда дело доходит до эволюции мобильных роботов, может пройти много времени, прежде чем роботы на ногах смогут безопасно взаимодействовать в реальном мире.

Исследование, проведенное под руководством группы исследователей из Университета штата Огайо, недавно опубликованное на Международной конференции IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам (IROS) 2022 года , описывает основу для тестирования и определения характеристик безопасности роботов на ногах, машин, которые, в отличие от их колесные аналоги полагаются на механические конечности для передвижения. Исследование показало, что многие современные модели роботов с ногами не всегда действуют предсказуемо в реальных жизненных ситуациях, а это означает, что трудно предсказать, потерпят ли они неудачу — или преуспеют — в той или иной задаче, требующей движения.

«Наша работа показывает, что эти роботизированные системы сложны и, что более важно, антиинтуитивны», — сказал Боуэн Венг, доктор философии. студент факультета электротехники и вычислительной техники в штате Огайо. «Это означает, что вы не можете полагаться на способность робота знать, как реагировать в определенных ситуациях, поэтому полнота тестирования становится еще более важной».

По мере того , как мобильные роботы развиваются для выполнения более разнообразных и сложных задач, многие в научном сообществе также отмечают, что отрасли нужен набор универсальных правил тестирования безопасности, тем более что роботы и другой искусственный интеллект постепенно начали проникать в нашу повседневную жизнь. По словам Вэна , особенно ножные роботы, которые часто сделаны из металла и могут развивать скорость до 20 миль в час, могут быстро стать угрозой безопасности , если предполагается, что они будут работать вместе с людьми в реальных и часто непредсказуемых условиях.

«Тестирование на самом деле связано с оценкой риска, и наша цель — выяснить, какой риск робототехника в настоящее время представляет для пользователей или клиентов в рабочем состоянии», — сказал он.

Хотя в настоящее время существуют некоторые требования безопасности для развертывания роботов с ногами, Венг отметил, что пока нет единого мнения о том, как их тестировать в полевых условиях.

По словам Венга, в этом исследовании разрабатывается первая в своем роде система тестирования безопасности на основе данных, основанная на сценариях, для роботов с ногами.

«В будущем у этих роботов может появиться возможность жить бок о бок с людьми, и, скорее всего, они будут производиться совместно несколькими международными сторонами», — сказал он. «Поэтому наличие правил безопасности и тестирования чрезвычайно важно для успеха этого вида продукта».

Исследование, которое частично было вдохновлено работой Венга в качестве исследователя безопасности транспортных средств в Центре транспортных исследований, который сотрудничает с Национальной администрацией безопасности дорожного движения, использует алгоритмы на основе выборок, чтобы определить, как смоделированные роботы, частично управляемые методами машинного обучения, будут работать. потерпеть неудачу во время реальных испытаний.

Хотя для характеристики общих показателей безопасности робота можно использовать различные факторы, в этом исследовании был проанализирован набор условий, при которых робот не падал бы при активном перемещении в новой среде. А поскольку многие из алгоритмов, которые использовала команда, были основаны на предыдущих экспериментах с робототехникой, они смогли разработать несколько сценариев для запуска симуляций.

Одно испытание было сосредоточено на изучении способности робота двигаться при выполнении задач на разных походках, таких как ходьба назад или шагание на месте. В другом исследовании исследователи проверяли, упадет ли робот, если его периодически толкать с достаточной силой, чтобы изменить его направление.

Исследование показало, что в то время как один робот не мог оставаться в вертикальном положении в течение 3 из 10 попыток, когда его просили немного ускорить свою походку, другой мог оставаться в вертикальном положении в течение 100 попыток, когда его толкали с левой стороны, но падал в течение 5 из 10 попыток, когда его толкали с левой стороны. та же сила была приложена к его правой стороне.

В конце концов, исследовательская структура может помочь сертифицировать коммерческое развертывание роботов с ногами и помочь установить эталон безопасности для роботов, созданных с различными структурами и свойствами, хотя Венг отметил, что пройдет некоторое время, прежде чем ее можно будет внедрить.

«Мы считаем, что этот подход, основанный на данных, поможет создать беспристрастный и более эффективный способ наблюдения за роботами в условиях тестовой среды», — сказал он. «То, над чем мы работаем, не является немедленным, но для исследователей в будущем».