Perché i robot e gli esseri umani hanno lottato con la sfida di DARPA

Quando alcuni dei robot di soccorso più avanzati al mondo vengono sventati da niente di più complesso di una maniglia, si ha un'idea della sfida di rendere le nostre case e i nostri luoghi di lavoro più automatizzati.

Un robot azionato da un team del Florida Institute of Human and Machine Cognition (IHMC) si rovescia mentre attraversa un terreno irregolare.

Al Sfida di robotica DARPA , un concorso tenutosi nel fine settimana in California, due dozzine di robot estremamente sofisticati hanno fatto del loro meglio per eseguire una serie di compiti su un percorso all'aperto, tra cui girare una valvola, salire alcuni gradini e aprire una porta (vedi Un Transformer vince i $ 2 milioni di DARPA Sfida robotica). Sebbene un paio di robot siano riusciti a completare il percorso, altri hanno afferrato il nulla, sono entrati nei muri o semplicemente si sono rovesciati come sopraffatti dall'assoluta impossibilità di tutto ciò. Allo stesso tempo, gli sforzi dei controllori umani per aiutare i robot nelle loro attività possono offrire indizi su come la collaborazione uomo-macchina potrebbe essere implementata in vari altri contesti.

Penso che questa sia un'opportunità per tutti di vedere quanto sia dura la robotica, afferma Mark Raibert, fondatore di Boston Dynamics , ora di proprietà di Google, che ha prodotto un robot umanoide estremamente sofisticato chiamato Atlas (vedi 10 Breakthrough Technologies 2014: Agile Robots). Diversi team coinvolti nella DARPA Robotics Challenge hanno utilizzato i robot Atlas per partecipare. Altre squadre hanno portato robot che avevano costruito da zero.

A sinistra: il robot appartenente al team del MIT guida un carrello verso il percorso ad ostacoli.

In alto: il robot vincitore, DRC-Hubo dalla Corea del Sud, si prepara a girare una valvola.

Sopra in basso: i membri del team MIT.

Atlas può bilanciarsi in modo dinamico, il che significa che può camminare a passo svelto o rimanere in equilibrio su una gamba sola anche quando gli viene data una spinta. Anche così, la stabilità si è rivelata difficile per i robot bipedi durante la sfida DARPA durante manovre come camminare sulla sabbia, camminare a grandi passi su cumuli di macerie e scendere da un'auto. Molte delle squadre che hanno utilizzato Atlas hanno visto i loro robot schiantarsi a terra durante il concorso.

Il modo in cui molti robot hanno lottato per afferrare gli oggetti e usarli correttamente ha anche evidenziato le difficoltà nel perfezionare la visione e la manipolazione della macchina. Prendere un trapano elettrico e usarlo per praticare un foro in un muro si è rivelato particolarmente difficile per la maggior parte dei robot. I sensori T Robot faticano a vedere le forme con precisione nel tipo di illuminazione variabile che si trova all'esterno e le mani o le pinze del robot non hanno il tocco delicato e conforme delle dita umane.

Sopra: il robosimian di JPL taglia un muro usando un utensile elettrico.

A destra: Chimp, un robot della Carnegie Mellon University, fa lo stesso.

I robot coinvolti nell'evento non agivano sempre in modo autonomo (sebbene fosse difficile per gli spettatori sapere quando lo fossero). La sfida è stata progettata per simulare le condizioni affrontate da un robot telecomandato che entra in una centrale nucleare, quindi le comunicazioni sono state limitate per simulare l'interferenza radio. Sebbene ciò incoraggiasse i team a concedere una certa autonomia alle proprie macchine, spesso era possibile che un controller umano intervenisse quando le cose andavano storte.

Le squadre coinvolte nella competizione hanno utilizzato diversi livelli di autonomia. Il team del MIT, ad esempio, ha realizzato il suo robot Atlas, chiamato Helios, in grado di agire in modo molto autonomo. Gli operatori umani del team potrebbero, ad esempio, indicare un'area che potrebbe contenere una leva e lasciare che il robot pianifichi ed esegua il proprio corso d'azione. Tuttavia, potrebbero anche assumere un controllo più diretto, se necessario.

In contrasto, Squadra Nimbro dell'Università di Bonn, in Germania, ha scelto un controllo più diretto, con nove persone diverse che controllano il robot durante diverse attività (a un certo punto un membro del team ha indossato un visore per realtà virtuale Oculus Rift e ha utilizzato un sistema di tracciamento dei gesti per controllare il robot) . Il Team Nimbro è arrivato quarto, con sette punti su otto, mentre il team del MIT è arrivato settimo, con lo stesso numero di punti ma un tempo più lento.

Le squadre che si sono comportate meglio nella sfida sembravano aver adottato un approccio particolarmente attento a fondere robot e abilità umane. In So Kweon , ricercatore principale per il sistema di sensori nella RDC-Hubo, il robot vincitore, di KAIST, un'università di ricerca in Corea, ha citato la collaborazione uomo-robot come chiave del successo del suo team. Questi compiti richiedono una buona combinazione di operazioni umane e riconoscimento e comprensione dell'ambiente [del robot], ha affermato Kweon. Abbiamo lavorato molto duramente per creare un buon equilibrio tra queste due componenti.

A sinistra: lo scimpanzé si impenna sulle sue tracce posteriori.

A destra: il robot di IHMC fa un passo avanti nella sfida della perforazione del muro.

La squadra che si è classificata al secondo posto, dal Florida Institute of Human and Machine Cognition , utilizzava una scala mobile di automazione, consentendo a un essere umano di assumere più decisioni e controllare se il suo robot sembrava perplesso o se una simulazione suggeriva che il robot avrebbe incontrato problemi seguendo il proprio corso. Tali approcci potrebbero diventare più importanti man mano che vengono introdotti più robot collaborativi in ​​ambienti come le fabbriche.

La squadra della Carnegie Mellon University, che è arrivata terza, con otto punti, ha seguito un approccio simile, secondo il team leader Tony Stentz . Il vero progresso qui sono i robot e gli umani che lavorano insieme per fare qualcosa, ha detto Stentz. Il robot fa ciò in cui è bravo il robot e l'umano fa ciò in cui è bravo l'umano.

Gill Pratt , il responsabile del programma DARPA che ha organizzato la Robotics Challenge, ha affermato che era importante rendersi conto che il livello di automazione nei robot concorrenti era ancora piuttosto limitato, anche se le loro azioni a volte sembravano stranamente naturali. Queste cose sono incredibilmente stupide, ha detto. Sono per lo più solo pupazzi.

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