DARPAs robotutmaning kan utrusta robotar för att en dag gå bland oss

Få människor behöver någonsin ta itu med en drabbad kärnreaktor, men den färdigheten kan visa sig vara viktig för utvecklingen av smartare robotar.

En Atlas-robot från Boston Dynamics drivs av teamet från Worcester Polytechnic Institute vid den första DARPA Robotics Challenge.

I Pomona, Kalifornien, denna vecka kommer 25 av världens mest avancerade humanoida robotar att delta i en tävling inspirerad av utmaningen att stabilisera en kärnreaktor som läcker farligt radioaktivt material. Team från universitet över hela USA, såväl som Japan, Kina och Europa, tar med sig robotar som bland annat kommer att försöka gå över högar av bråte, klättra på stegar, använda elverktyg och köra barnvagnar. Varje utmaning är inspirerad av något som kan ha hjälpt till att stabilisera kärnkraftverket Fukushima Daiichi i Japan efter att det skadades av en jordbävning 2011.

Betydande akademisk beröm kommer att gå till det lag som slutför flest uppgifter inom den tilldelade tiden i slutet av tävlingen. Men evenemanget, kallat DARPA Robotics Challenge (DRC), kan också få återverkningar inom robotindustrin genom att uppmuntra utvecklingen av tekniker som låter robotar bete sig pålitligt och snabbt i komplicerade och röriga miljöer. Evenemanget är den andra delen av ett tvåstegsevenemang som anordnas av U.S. Defense Advanced Research Projects Agency, en avdelning av försvarsdepartementet som har till uppgift att utforska långt borta teknologier. Den första etappen hölls i Miami, i december 2013, där robotar stod inför samma utmaningar och där långsammare lag eliminerades.

Många av de färdigheter som robotarna kommer att kräva – särskilt syn, balans och objektmanipulation – är fundamentalt viktiga för otaliga vardagsuppgifter. Så händelsen kan leda direkt till mer kapabla tillverkningsrobotar och kan kanske stimulera framsteg mot maskiner som kan hjälpa till på sjukhus eller i hemmet.

Jerry Pratt , en senior forskare vid Institute for Human and Machine Cognition i Florida, leder ett av de mest framgångsrika teamen från den senaste DARPA-utmaningen. Han ser händelsen som bara början på en mycket större satsning på att göra maskiner mer användbara. Robotfärdigheter som kommer att vara användbara inkluderar saker som att ladda en diskmaskin, tvätta, laga mat, städa ett hus, inspektera en fabrik, säger Pratt. Många av dessa uppgifter kommer att kräva färdigheter utöver dem för DRC, och miljöerna kommer att vara mycket mindre strukturerade. Men Demokratiska republiken Kongo representerar de första stegen för att nå dessa mål.

Många av robotarna som kommer att visas i Pomona använder tekniker för att balansera och gå som nyligen har dykt upp från forskningslabb. Vissa kommer också att använda en banbrytande maskininlärningsmetod som kallas djupinlärning för att identifiera objekt exakt och greppa dem säkert.

Även om robotar är vanliga i vissa branscher, fungerar dessa maskiner bara i mycket kontrollerade och regimenterade miljöer. I en obekant uppställning, som kräver improvisation och anpassning, kan något så till synes enkelt som att plocka upp en kopp från ett bord vara mycket svårt för en robot att göra. Att robust interagera med objekt i den verkliga världen är fortfarande en stor utmaning, säger Richard Mahoney, chef för robotprogram på SRI , ett forskningsföretag baserat i Menlo Park, Kalifornien. För att robotar ska kunna användas i personliga miljöer måste de kunna hantera variationen i vår vardagliga miljö.

Hårdvaran som visas i Pomona kommer säkerligen att vara mycket dyrare än de flesta industrisystem, för att inte tala om befintliga hemrobotar som Roomba-dammsugaren. En humanoid robot som heter Atlas, som används av flera inblandade team, kostar mer än en miljon dollar. Atlas utvecklades med militär finansiering av ett företag som heter Boston Dynamics, som var bland flera robotföretag som förvärvades av Google strax före det första DARPA-evenemanget (se Googles Robot Recruits Dominate DARPA's Rescue Challenge). Googles intresse för robotik kan återspegla en övertygelse om att mycket mer kapabla robotar inte är långt borta.

Vid Pomona-evenemanget kommer robotar att fjärrstyras, men de måste kunna ha viss autonomi. En robot kan till exempel beordras att fatta ett visst föremål, men den kan sedan formulera sin egen strategi för att göra det. Detta blandade tillvägagångssätt är delvis för hastighetens skull, men behövs också eftersom kommunikationsanslutningar kommer att strypas och ibland stängas av (för att simulera radiostörningar som orsakas av en strålningsläcka). Mer sofistikerade tillverkningsrobotar skulle också kunna använda partiell automatisering.

Mahoney tror att mycket mer avancerade robotar är på väg, dels tack vare forskningen som drivs av DARPA-utmaningen, men också på grund av efterfrågan på mer flexibla robotar inom industrin. Jag tror att tillverkningen verkligen är strandhuvudet för servicebranschen, säger han. Vi kommer att se robotar börja göra enkla jobb i servicemiljöer under de kommande fem åren, säger han.

Det kan dock dröja ett tag innan sofistikerade robotar börjar hjälpa till med hushållssysslor. Pratt säger att robotar måste utveckla en mycket bättre känsel, och att de måste vara mycket säkrare och billigare innan det kan hända. Det kommer att hända, säger han. Vi lever i den humanoida robotens århundrade. Men den stora frågan är, vilket decennium [kommer det att hända]?

Dölj