Un nuovo chip consente ai robot di immaginare le loro azioni prima che facciano una mossa

Foto di un uomo che tende il braccio accanto alle braccia del robot funzionante Robotica in tempo reale, Inc.

Mettere la mano davanti al braccio di un robot industriale non è, generalmente, una buona idea. Queste macchine potrebbero muoversi rapidamente e con precisione, ma sono così cieche e stupide che si romperanno volentieri un arto senza nemmeno un oops.

Quindi ci è voluto un po' di coraggio per provare questo trucco con un braccio robotico in fase di test Robotica in tempo reale , una startup situata nel quartiere di Boston's Seaport. Mi allungai per intercettare il suo movimento mentre afferrava un oggetto da un tavolo e si muoveva per metterlo in una scatola. Per fortuna, il robot si è fermato, si è mosso abilmente attorno al mio braccio teso e poi ha depositato ordinatamente l'oggetto nella sua scatola. Nessun arto rotto oggi.

Questo tipo di aggraziata adattabilità potrebbe rivelarsi incredibilmente utile per l'industria della robotica. Ci sono alcuni robot che possono lavorare insieme alle persone, ma tendono ad essere a bassa potenza, imprecisi e di uso limitato. Le macchine industriali più capaci e potenti devono ancora funzionare in ambienti controllati con estrema precisione, lontano da esseri umani morbidi e fragili.

Anche se non sei preoccupato di avere esseri umani accanto al robot, potresti voler modificare la tua cella senza incorrere nel costo di portare un tecnico, dice Sean Murray, un ingegnere di robotica e cofondatore di Realtime Robotics che mi ha mostrato in giro.

Il problema del movimento

Diverse aziende stanno cercando di trovare un modo per aggirare questo problema. Alcuni stanno testando sensori che fermeranno un potente robot sulle sue tracce se individua un ostacolo. Realtime Robotics sta cercando di andare oltre, fornendo ai robot il tipo di intelligenza di basso livello necessaria per muoversi nel mondo reale. Questa è la consapevolezza fisica che uomini e animali danno per scontata ogni volta che muovono un braccio o una gamba.

In diverse sale di Realtime, i bracci robotici industriali stanno testando le capacità di un nuovo chip che l'azienda ha sviluppato per renderlo possibile. Quando collegato a sensori 3D, questo chip consente alle macchine di considerare rapidamente una serie di azioni diverse, immaginando efficacemente il risultato, prima di scegliere quella più adatta al compito da svolgere. In una stanza, ho visto due robot eseguire prodezze di lavoro di squadra, scivolando l'uno intorno all'altro e occasionalmente consegnando oggetti.

La sfida fondamentale è che i robot sono così stupidi, dice Giorgio Konidaris , fondatore e capo robotica presso Realtime, nonché assistente professore presso la Brown University di Providence, Rhode Island. Abbiamo questa competenza motoria di base e i robot no.

La pianificazione del movimento è ingannevolmente difficile per un robot, in parte perché ogni giunto aggiunge una dimensione extra ai calcoli che devono essere eseguiti.

Fai la tua mossa

Il chip dell'azienda potenzia i calcoli matematici alla base di un algoritmo di pianificazione del movimento relativamente semplice sviluppato da Konidaris e altri mentre era alla Duke University. Eseguendo i calcoli in parallelo, il chip dedicato può eseguirli più di 10.000 volte più velocemente di un normale chip per computer, consumando anche meno energia.

L'approccio è molto intelligente, dice Tomas Lozano-Perez , un professore al MIT che ha consigliato Konidaris quando era uno studente laureato.

Questo fa parte di una tendenza più ampia. I progressi nel software e nell'hardware stanno gradualmente iniziando ad aumentare il QI dei robot, forse aprendo la strada a robot industriali più capaci che possono essere utilizzati in modi nuovi e potenti. I robot più intelligenti potrebbero sedersi su una linea di produzione accanto a una persona, ad esempio per capire come afferrare gli oggetti indipendentemente da come sono disposti e senza ferire accidentalmente nessuno. Ciò potrebbe accelerare la diffusione dell'automazione in molti settori.

Lozano-Pérez aggiunge che una migliore pianificazione del movimento sarà di fondamentale importanza per il futuro della robotica. Qualsiasi robot che si muoverà di proposito per raggiungere gli obiettivi dovrebbe pensare a come dovrebbe muoversi, dice. La sfida è che la pianificazione del movimento è lenta quando l'ambiente è disordinato e soprattutto quando il robot ha molti gradi di libertà.

C'è un'altra grande potenziale applicazione per la tecnologia: i veicoli a guida autonoma. Proprio come un robot ha bisogno di pianificare il suo movimento per evitare di colpire oggetti, un'auto a guida autonoma deve decidere rapidamente il percorso più sicuro attorno agli ostacoli. Realtime sta già sviluppando una versione del chip con questo in mente. Konidaris afferma che dovrebbe consentire ai veicoli a guida autonoma di adattarsi rapidamente alle complicazioni della strada, rendendoli forse più sicuri.

Il primo test sarà se i produttori di bracci robotici decideranno di utilizzare la tecnologia di Realtime. Già diversi lo stanno testando. Il successo finale dipenderà da come è integrato, afferma Lozano-Pérez del MIT. Ma mi sembra che apra nuove possibilità per la progettazione di sistemi robotici.

nascondere