211service.com
Robotar till räddning
Rusa in i den brinnande byggnaden, städa upp det farliga kemikaliespillet eller hitta den där barrikaderade mördaren? Vi kanske borde låta Robbie göra det.
Stationära löpande bandrobotar har utmärkt sig vid noggranna och/eller bedövande repetitiva jobb i amerikanska fabriker i decennier. Kan de kliva (eller rulla) ut i den verkliga världen och ta sig an mycket svårare uppgifter i okända terräng?
Robotstudenter och deras designers från högskolor runt om i världen fick en chans att testa sin metall på International Joint Conference on Artificial Intelligence (IJCAI), en halvårssamling av 2 600 AI-forskare som nyligen samlades i Seattles håliga Washington State Convention and Trade Center.
Även om det kan tyckas vara roligt och spel, var målet fortfarande seriöst - att främja robotteknikens tillstånd. Kommersiellt är mobil robotik fortfarande vid startporten. Men ActivMedia Research från Peterborough, NH, förutspår att försäljningen av mobila robotar kommer att öka med 2 500 procent, från 665 miljoner dollar 2000 till 17 miljarder dollar 2005.
Dyra robotvakter, bombröjningsspecialister och sjukhusarbetare finns redan på vissa arbetsplatser. Och snart kan mobila robotar ta på sig vardagliga roller som dammsugare, gräsklippare eller till och med taxibilar. Antalet mobila robotar i arbetsstyrkan förväntas växa till 865 000 år 2005, säger ActivMedia-analytiker Harry Wolhandler.
Seriöst kul
Ingenstans var robotpotentialen mer uppenbar än i IJCAI Robot Rescue-tävlingen, som simulerar räddningen av skadade människor instängda i fallna byggnader. Olika typer av robotar förhandlade fram tre testbanor med ökande svårighetsgrad designade av National Institute of Standards and Technology (NIST). Tävlingen sponsrades gemensamt av American Association for Artificial Intelligence (AAAI) och RoboCup, en årlig robotfotbollstävling.
Varje teams robot eller robotar hade 25 minuter på sig att förhandla kursen, lokalisera dockor som simulerar skadade personer och återvända för att rapportera var varje offer befinner sig. Teamen sträckte sig från helt autonoma till helt fjärrstyrda eller telestyrda robotar. Fler poäng tilldelades för autonomi, det vill säga för att förlita sig på en robots AI-programmering för att svara på föränderliga situationer.
Vi valde robotens sök-och-räddningsmodell eftersom vi försöker fokusera alla dessa spelbaserade AI-insatser på verkliga problem, säger Adam Jacoff, en maskiningenjör vid NIST:s intelligenta systemavdelning i Gaithersburg, MD.
I den enklaste kursen krävdes robotar att förhandla fram ett enkelt tvådimensionellt labyrintliknande område och lokalisera offer med simulerade livstecken. En dummy kan ha ett finger som rör sig, en annan skulle stöna men inte ha någon rörelse. Robotarna behövde använda dessa signaler för att avgöra vilka offer som var levande eller döda.
Sedan har fler och fler hinder och faror lagts till på banorna, inklusive väggar som kunde kollapsa, skräp på golvet som begränsade rörligheten och olika nivåer som kan nås med ramper och trappor, samt offer placerade på de övre planen. Uppenbarligen var det särskilt utmanande för robotar som använder hjul för mobilitet.
Även om robotar ännu inte kan användas för att hämta skadade personer eller utföra första hjälpen, kan de kartlägga platserna för offer och faror för att minska riskerna för mänskliga räddare. Vissa robotar laddar upp informationen de samlar in till räddarens datorsystem när de kommer tillbaka; telestyrda robotar utrustade med en färgvideokamera låter operatören se vad roboten ser i realtid.
Av de sex lag som tävlade (upp från tre förra året) fick ett lag från Sharif University i Teheran, Iran, ett tekniskt prestationspris för sin robots rörlighet, uppnått med tanksteg som gjorde det möjligt för bandfordonet att ta sig igenom de svårare testbanorna .
Ett team från Swarthmore College i Swarthmore, PA, fick också ett tekniskt prestationspris för sin innovativa användning av AI. Genom att använda två autonoma robotar kunde Swarthmore-teamet sopa mer område och maximera resurserna för den mänskliga räddaren. De små cylindriska robotarna kunde också ta tredimensionella bilder som senare kunde ses av den mänskliga operatören med hjälp av 3D-visare. Men eftersom robotarna använde hjul var det svårare för dem att ta sig igenom de svårare banorna.
De rullade/sprang också
Lag som valde att inte tävla visade fortfarande robotar som kan få verkliga jobb snabbare än de flesta, rapporterar Tucker Balch, biträdande ordförande för RoboCup 2001 och professor i datavetenskap vid Georgia Tech. Ett team från University of Minnesota demonstrerade små robotar ungefär lika stora som en ficklampa med hjul i båda ändar som kunde användas för att ta sig in i små, trånga utrymmen för att leta upp offer som är fångade under spillrorna.
Hiroaki Kitano, projektledare för Kitano Symbiotic Systems Project vid Japan Science and Technology Corp. i Tokyo, såväl som grundare av RoboCup-tävlingen, demonstrerade en humanoid robot-döpt PINO-som går mer som en människa istället för det något krökta sättet av befintliga tvåfota robotar, vilket kräver mindre energi.
PINO körs på en Pentium III-dator kopplad till sin tvåfotade kropp. Den innehåller också ett synsystem för att känna igen föremål och sensorer som gör det möjligt för roboten att mäta sin hållning, balans, momentum och fotkrafter. Varje fot har åtta individuella sensorer och roboten använder totalt 26 ledvinkelpotentiometrar. Men nyckeln till PINO är en genetisk algoritm som gör att roboten kan gå själv, säger Kitano.
Ett av de mer lättsamma exemplen på robotik var hors d’oeuvres-tävlingen med robotserverad mat vid en skenmottagning. Teamen kunde använda vilken teknik de ville, men varje robot var tvungen att erbjuda mat endast till människor, inte livlösa föremål.
NIST har också sina egna robotprojekt. Vi har en Humvee som kan köra sig själv autonomt, säger Jacoff. Den är öronmärkt för räddningsoperationer, men också för situationer där en människa är för långt borta från roboten för att kommunicera i realtid, till exempel i rymden.
Om människor inte är de första som kliver ut i dammet på Mars, kommer det förmodligen att bero på att vi låter Robbie göra det.