211service.com
Ett nytt chip låter robotar föreställa sig sina handlingar innan de gör ett drag
Foto av man som håller ut armen bredvid fungerande robotarmar Realtime Robotics, Inc.
Att lägga handen framför en industrirobotarm är generellt sett ingen bra idé. Dessa maskiner kan röra sig snabbt och exakt, men de är så blinda och dumma att de gärna bryter en lem utan så mycket som ett hopp.
Så det krävdes lite mod att testa detta trick med en robotarm som testades på Robotik i realtid , en startup belägen i Bostons Seaport-kvarter. Jag sträckte mig framåt för att fånga dess rörelse när den grep en widget från ett bord och flyttade för att lägga den i en låda. Tack och lov pausade roboten, rörde sig skickligt runt min utsträckta arm och lade sedan prydligt in föremålet i sin låda. Inga brutna lemmar idag.
Denna typ av graciös anpassningsförmåga kan visa sig vara oerhört användbar för robotindustrin. Det finns vissa robotar som kan arbeta tillsammans med människor, men de tenderar att vara energisnåla, oprecisa och av begränsad användning. De mest kapabla och kraftfulla industrimaskinerna måste fortfarande arbeta i mycket exakt kontrollerade miljöer, borta från mjuka, brytbara människor.
Även om du inte är orolig för att ha människor bredvid roboten, kanske du vill modifiera din cell utan att ta på dig kostnaden för att ta in en tekniker, säger Sean Murray, en robotingenjör och medgrundare på Realtime Robotics som visade mig runt.
Rörelseproblemet
Ett antal företag försöker hitta vägar kring detta problem. Vissa testar sensorer som kommer att stoppa en kraftfull robot i dess spår om den upptäcker ett hinder. Realtime Robotics försöker gå längre genom att ge robotar den typ av lågnivåintelligens som behövs för att röra sig genom den verkliga världen. Detta är den fysiska medvetenhet som människor och djur tar för givet när de rör på en arm eller ett ben.
I flera olika rum på Realtime testar industrirobotarmar kapaciteten hos ett nytt chip som företaget tagit fram för att göra detta möjligt. När det är anslutet till 3D-sensorer låter detta chip maskinerna snabbt överväga en rad olika åtgärder och effektivt föreställa sig resultatet innan de väljer den som är bäst lämpad för uppgiften. I ett rum såg jag när två robotar utförde balletiska bedrifter av lagarbete, glider runt varandra och ibland lämnade över föremål.
Den grundläggande utmaningen är att robotar är så dumma, säger George Konidaris , grundare och chefsrobotiker på Realtime samt biträdande professor vid Brown University i Providence, Rhode Island. Vi har denna grundläggande motoriska kompetens och robotar har inte.
Rörelseplanering är bedrägligt svårt för en robot, bland annat för att varje led ger en extra dimension till de beräkningar som måste utföras.
Gör ditt drag
Företagets chip överladdar de matematiska beräkningarna bakom en relativt enkel rörelseplaneringsalgoritm som utvecklats av Konidaris och andra medan han var på Duke University. Genom att köra beräkningarna parallellt kan det dedikerade chippet utföra dem mer än 10 000 gånger snabbare än ett vanligt datorchip, samtidigt som det använder mindre ström.
Tillvägagångssättet är väldigt smart, säger Tomas Lozano-Perez , en professor vid MIT som gav Konidaris råd när han var doktorand.
Detta är en del av en bredare trend. Framsteg inom mjukvara och hårdvara börjar gradvis öka robotens IQ, vilket kanske banar väg för mer kapabla industrirobotar som kan användas på kraftfulla nya sätt. Smartare robotar kan sitta på en produktionslinje bredvid en person – till exempel för att ta reda på hur man tar tag i föremål oavsett hur de är ordnade och utan att skada någon av misstag. Detta kan påskynda spridningen av automatisering inom många branscher.
Lozano-Pérez tillägger att bättre rörelseplanering kommer att vara grundläggande för robotteknikens framtid. Alla robotar som ska röra sig målmedvetet för att nå mål borde tänka på hur den ska röra sig, säger han. Utmaningen är att rörelseplaneringen går långsamt när miljön är rörig, och speciellt när roboten har många frihetsgrader.
Det finns en annan stor potentiell tillämpning för tekniken: självkörande fordon. Precis som en robot behöver planera sin rörelse om den ska undvika att träffa saker, måste en självkörande bil snabbt bestämma den säkraste vägen runt hinder. Realtime utvecklar redan en version av chippet med detta i åtanke. Konidaris säger att det borde låta självkörande fordon anpassa sig snabbt till komplikationer på vägen, vilket kanske gör dem säkrare.
Det första testet kommer att vara huruvida robotarmstillverkare väljer att använda sig av Realtimes teknologi. Redan flera testar det. Den slutliga framgången kommer att bero på hur den är integrerad, säger MIT:s Lozano-Pérez. Men det verkar för mig att det öppnar nya möjligheter för robotsystemdesign.