Atrodo, kad vis labiau artėjame prie vizijos, kurioje mašinos gali laisvai ir saugiai judėti mūsų aplinkoje. Inžinieriai iš „Georgia Tech“ sukūrė novatorišką valdymo sistemą, leidžiančią dviem kojomis vaikštantiems robotams net 81 proc. geriau išlaikyti pusiausvyrą ant nelygaus ar judančio paviršiaus.
Kalbama ne apie įprastą programinės įrangos atnaujinimą, o apie esminį pokytį tame, kaip mašinos „mąsto“ apie savo pusiausvyrą. Vietoj to, kad griežtai laikytųsi iš anksto užprogramuotų ėjimo modelių, robotai dabar gali realiuoju laiku prognozuoti artėjantį griuvimą ir pakoreguoti kojų padėtį dar prieš tai, kol situaciją perims gravitacija.
Proveržio šerdis – nauja judėjimo planavimo struktūra, išbandyta su robotu „Cassie“
Komanda, vadovaujama Ye Zhao ir doktoranto Zhaoyuano Gu, nusprendė išbandyti robotą sąlygomis, kurios daugumai humanoidų paprastai baigiasi kietu nusileidimu ant kilimėlio. Bandymams buvo pasitelkta pažangi CAREN bėgimo takelio sistema, galinti neprognozuojamai keisti judėjimo greitį ir kryptį. Taip simuliuojamas, pavyzdžiui, audros blaškomo laivo denis ar judančio autobuso grindys.
Kuo naujoji sistema tokia efektyvi? Esminis elementas – formaliosios logikos ir vadinamojo modelinio predikcinio valdymo (angl. model predictive control) derinys. Praktikoje tai reiškia, kad robotas „Cassie“ nuolat tarsi klausia savęs: „Ar mano dabartinis judėjimo planas leis man po akimirkos išlikti vertikalioje padėtyje?“. Jei atsakymas – „ne“, sistema akimirksniu atnaujina kito žingsnio trajektoriją.
Siekiant dar labiau apsunkinti užduotį, tyrėjai naudojo įrenginį „BumpEm“, kuris roboto ėjimo metu suduoda stiprius fizinius smūgius. Rezultatai – įspūdingi: ankstesnės programinės įrangos versijos dažnai nesusitvarkydavo ir baigdavosi efektingais griuvimais, tačiau naujoji architektūra leido „Cassie“ itin greitai atgauti pusiausvyrą. 81 proc. padidėjęs stabilumas, pasak Zhao, yra „kompleksiškiausias ir plačiausias praktinis pasiekimas“, kurį jo komanda yra kada nors publikavusi.
Iššūkiai realiame reljefe: kada robotas praranda pasitikėjimą savimi?
Nors rezultatai labai sėkmingi, sistema dar nėra neklystanti. Bandymuose paaiškėjo, kad „Cassie“ vis dar susiduria su sunkumais eidamas žemyn nuo nuolydžio. Nusileidimas reikalauja rizikingesnių manevrų ir itin tikslaus pėdų statymo, o esant dinamiškai besikeičiančiam paviršiui tai išlieka rimtu iššūkiu algoritmams.
Viename iš ekstremalių scenarijų, kuriame robotas turėjo žengti labai platų žingsnį ir sukryžiuoti kojas, bandymas baigėsi nesėkme – robotas griuvo. Tačiau tyrėjai pažymėjo, kad čia lemiamą vaidmenį suvaidino ir ribota bėgimo takelio erdvė: mašinai tiesiog nebeliko vietos saugiam „gelbėjančiam“ žingsniui.
Vis dėlto šie tyrimai – gerokai daugiau nei tik „žaidimas su robotais“ laboratorijoje. Mokslininkai aiškiai mato praktines savo technologijos taikymo galimybes. Viena iš prioritetinių sričių – jūrinis sektorius. Priežiūros ir remonto darbai laivuose yra itin pavojingi žmonėms dėl nuolatinio siūbavimo ir slidžių paviršių. „Georgia Tech“ sukurta sistema ateityje bus bandoma jūroje, bendradarbiaujant su „Office of Naval Research“.
Zhaoyuanas Gu žvelgia dar plačiau. Jo nuomone, humanoidiniai robotai – tai neišvengiama mūsų ateitis, ir ne tik laivuose ar kasyklose, bet ir namuose, gamyklose, viešosiose erdvėse. Kad jie galėtų saugiai egzistuoti šalia žmonių, turi būti nuspėjami ir atsparūs atsitiktiniams stuktelėjimams ar šaligatvio nelygumams. „Georgia Tech“ komandos pasiekimas priartina mus prie momento, kai kliūtys, kurias žmogus įveikia beveik nesusimąstydamas, taps taip pat lengvai įveikiamos ir robotams.
Vis dėlto, nepaisant labai žadančių bandymų rezultatų, iki plataus komercinio pritaikymo dar laukia ilgas kelias – reikės dar daugiau realių testų, patikimumo ir saugumo įrodymų bei techninių patobulinimų.
