Schimbarea de paradigmă în acest domeniu a apărut atunci când acești coboți au putut să fie învățați de către oameni ce trebuie să facă – fără a fi nevoie de programare complexă. Dar dezvoltarea și mai interesantă va veni în momentul în care coboții vor dispune de abilitatea de a învăța independent, pe baza propriilor experiențe. Aici, privim înspre Inteligența artificială (AI – Artificial Intelligence) care va face posibil acest lucru, bazându-se pe realizările la care au ajuns cei mai avansați coboți din zilele noastre în ceea ce privește capabilitățile de învățare și autonomie.
Crearea unor abilități de învățare asemănătoare omului
Imaginați-vă că acești coboți sunt înzestrați cu un creier “omenesc” care să le permită să ia propriile decizii. Ei ar putea optimiza ceea ce fac în timp real, pe baza informațiilor primite de la senzorii lor. Dacă întâmpină o situație în care nu știu ce să facă, în loc să fie nevoie de programare, aceștia pot întreba un om pentru a primi, apoi, o instrucțiune verbală. Inteligența artificială poate oferi coboților atât atingerea acestui tip de autonomie, cât și multe alte capabilități.
Desigur, există deja roboți autonomi extrem de performanți, dar aceștia costă, de obicei, zeci sau chiar sute de milioane de dolari. Pentru a deveni o optiune viabilă pentru industrie, coboții – înzestrați cu capabilități autonome similare – trebuie să coboare această cifră în zona zecilor de mii de dolari. Un rol important în atingerea acestei ținte este dat atât de industria cobotică, în plină dezvoltare, cât și de mediul academic.
AI: Un start timid, dar cu posibilități de extindere
În ciuda faptului că Inteligența Artificială acoperă un domeniu larg, inițial, industria cobotică nu a avut nevoie de o abordare completă. Primul obiectiv este învățarea automată, prin care cobotul învață treptat din experiențele sale pentru a-și îmbunătăți capabilitățile deja dobândite. Aici, inteligența artificială utilizează algoritmi care permit cobotului să facă previziuni, ceea ce înseamnă că în pasul imediat următor, acesta va putea să-și asume propriile alegeri.
Percepția este o altă cerință obligatorie: mașina trebuie să utilizeze datele provenite de la senzorii săi pentru a avea o “viziune” a împrejurimilor, la care poate răspunde apoi. Acest lucru este esențial pentru asigurarea funcționării în siguranță a coboților, alături de oameni.
Atât mișcările de bază ale coboților precum și manipularea obiectelor de către aceștia nu necesită neapărat elemente de inteligență artificială, dar în cazul în care robotul trebuie să poată naviga autonom, localiza o zonă pe hartă sau planifica un traseu, AI bazată pe senzori de ultimă generație devine esențială.
O altă zonă în care AI joacă un rol esențial este procesarea limbajului natural, ceea ce înseamnă că noua generație de coboți poate învăța de la operatorii umani și conversa cu aceștia. Verbalizarea de bază în industria coboților este deja o realitate, dar mai sunt multe de făcut cu ajutorul elementelor AI.
Rețelele neuronale artificiale vor juca un rol important și în viitor. Acestea vor permite învățarea sofisticată, fără a fi nevoie de programarea cobotului – în același la fel în care funcționează creierul uman. Rețelele neuronale artificiale sunt extrem de complexe, obiectivul final fiind acela de a permite motoarelor roboților să reacționeze în mod corespunzător la diferite intrări provenite de la senzorii lor, chiar și atunci când mediul lor înconjurător se schimbă.
Ultimă etapă din sfera învățării, este învățarea profundă, cea mai sofisticată formă de învățare automată a mașinilor. O rețea neurală cu mai multe straturi (deci “adâncă”) eficientă, este inspirată, bineînțeles, de creierul uman. Învățarea profundă utilizează o serie de etape educaționale pentru recunoașterea obiectelor, fiecare etapă fiind însoțită de lecții de instruire. Aceasta oferă potențialul de a crea și utiliza algoritmi mult mai simpli, dar cantitatea de date, precum și puterea de procesare de care este nevoie înseamnă mai degrabă o aspirație de viitor în cobotică, decât ceva realizabil pe termen scurt.
Câteva exemple de coboți de ultimă generație
Institutul de Robotică al Universității Carnegie Mellon a dezvoltat roboți autonomi pentru servicii mobile care se pot deplasa în clădirile de birouri ale centrului, navigând prin coridoare, ascensoare și în spații deschise pentru a livra bunuri. Coboții pot transfera sarcini între ei și pot optimiza căile de livrare pentru o eficiență maximă. Aceasta include notificarea reciprocă în cazul în care rutele sunt blocate (astfel încât ceilalți să poată găsi o altă rută în mod dinamic pentru a evita eventualele coliziuni între ei) sau dacă ușa unui birou este închisă (deci un alt cobot care ar fi avut acolo o livrare știe să o amâne până când revine ocupantul biroului). Aceștia chiar sunt capabili să ceară ajutorul oamenilor.
Zonele în care oamenii se deplasează în permanență sau în care mobila se schimbă adesea – cum ar fi un restaurant – sunt manipulate folosind un algoritm bazat pe localizarea EnML (Episodic non-Markov Localization). Aceasta permite cobotului să facă presupuneri despre lucrurile din spațiul respectiv, fără a fi nevoie să stocheze volume mari de date, așa cum o cer aplicațiile de cartografiere statică. În plus, cobotul nu trebuie să păstreze un istoric complet a tot ceea ce a fost observat sau făcut vreodată.
În altă parte, Institutul German “Fraunhofer for Computer Graphics Research” a creat un cobot capabil să scaneze în mod independent părți/componente pe care apoi să le tipărească în timp real pe imprimante 3D. Folosind algoritmi pentru a produce o imagine 3D, robotul își mișcă brațul de scanare în jurul componentei. Apoi, după verificarea preciziei scanării acesta crează piesa 3D. Niciuna dintre aceste activități nu necesită programare, instruire manuală sau instrumente de proiectare asistate de calculator.
Un viitor interesant pentru coboți
Aceste exemple evidențiază ceea ce s-a realizat deja, iar pe măsură ce Inteligența Artificială se dezvoltă, capabilitățile potențial revoluționare ale coboților vor crește cu siguranță în același ritm.
Rezultatul îl cunoașteți deja: coboți se vor transforma din simpli colaboratori în parteneri adevărați.
– va urma –
Author:
Mark Patrick
Mouser Electronics
Authorised Distributor
https://ro.mouser.com