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Robot See, Robot Do: come i robot possono apprendere nuove attività osservando
Possono essere necessarie settimane per riprogrammare un robot industriale per eseguire un nuovo compito complicato, il che rende il riattrezzamento di una moderna linea di produzione dolorosamente costoso e lento.
Un robot prepara un cocktail dopo aver visto una persona eseguire il compito.
Il processo potrebbe essere notevolmente accelerato se i robot fossero in grado di imparare a fare un nuovo lavoro guardando prima gli altri farlo. Questa è l'idea alla base di un progetto in corso presso l'Università del Maryland, in cui i ricercatori stanno insegnando ai robot a essere studenti attenti.
La chiamiamo 'accademia di formazione per robot', dice Yezhou Yang , uno studente laureato in Laboratorio di autonomia, robotica e cognizione presso l'Università del Maryland. Chiediamo a un esperto di mostrare al robot un'attività e lasciamo che il robot determini la maggior parte delle sequenze di cose che deve fare, quindi perfezioni le cose per farlo funzionare.
In una recente conferenza a St. Louis, i ricercatori hanno dimostrato un robot per la preparazione di cocktail che utilizza gli approcci su cui stanno lavorando. Il robot: una macchina industriale a due braccia prodotta da una società con sede a Boston chiamata Ripensare alla robotica , osservava una persona mescolare una bevanda versando il liquido da diverse bottiglie in una brocca, quindi copiava quelle azioni, afferrando le bottiglie nell'ordine corretto prima di versare le giuste quantità nella brocca. Yang ha svolto il lavoro con Yiannis Aloimonos e Cornelia Fermuller , due professori di informatica all'Università del Maryland.
L'approccio prevede la formazione di un sistema informatico per associare azioni specifiche del robot a riprese video che mostrano persone che svolgono vari compiti. Un recente articolo del gruppo, ad esempio, mostra che un robot può imparare a raccogliere oggetti diversi utilizzando due sistemi diversi guardando migliaia di video didattici su YouTube. Un sistema impara a riconoscere oggetti diversi; un altro identifica diversi tipi di comprensione.
Guardare migliaia di video di YouTube può sembrare dispendioso in termini di tempo, ma l'approccio di apprendimento è più efficiente rispetto alla programmazione di un robot per gestire innumerevoli oggetti diversi e può consentire a un robot di gestire un nuovo oggetto. I sistemi di apprendimento utilizzati per il lavoro di presa hanno coinvolto reti neurali artificiali avanzate, che hanno visto rapidi progressi negli ultimi anni e sono ora utilizzate in molte aree della robotica.
I ricercatori stanno parlando con diverse aziende manifatturiere, tra cui un'azienda di elettronica e una casa automobilistica, dell'adattamento della tecnologia per l'uso nelle fabbriche. Queste aziende vogliono trovare modi per accelerare il processo mediante il quale gli ingegneri riprogrammano le loro macchine. In molte aziende normalmente ci vuole un mese e mezzo o più per riprogrammare un robot, dice Yang. Quindi quali sono le attuali capacità di intelligenza artificiale che possiamo utilizzare per ridurre questo intervallo, forse anche della metà?
Il progetto riflette due tendenze nella robotica; uno è trovare nuovi approcci all'apprendimento e un altro sono i robot che lavorano a stretto contatto con le persone. Come altri gruppi, i ricercatori del Maryland vogliono collegare le azioni al linguaggio per migliorare la capacità dei robot di analizzare le istruzioni parlate o scritte (vedi I robot imparano a fare frittelle dagli articoli di WikiHow).
Anche altri accademici stanno studiando modi per creare robot in grado di apprendere. Un gruppo guidato da Pieter Abbeel presso l'Università della California, a Berkeley, sta esplorando modi in cui i robot possono apprendere attraverso la sperimentazione. Julie Shah | , professore al MIT, sta sviluppando metodi per consentire ai robot di imparare non solo come svolgere un compito, ma anche come collaborare in modo più efficace con i colleghi umani (vedi Innovators Under 35: Julie Shah ).