Jak nauczyć roboty poruszać się po mieście?

Naukowcy z Instytutu Technologicznego w Georgii oraz Uniwersytetu Stanforda stworzyli oprogramowanie, które pozwoli autonomicznym robotom sprawnie poruszać się po mieście. Oprogramowanie pozwoli maszynom unikać przeszkód w postaci pieszych oraz rozróżniać chodniki od jezdni.

Autonomiczne roboty dostawcze zdają się czekać z naszymi przesyłkami tuż rogiem, ponieważ co jakiś czas pojawią się informacje o nowych robotach dostawczych, które mają wejść do użycia. Jeśli jednak pominiemy medialne informacje o tego typu projektach i skupimy się na faktycznych problemach, z którymi muszą poradzić sobie twórcy tego typu maszyn, to stwierdzimy, że przed nimi jeszcze daleka droga. Do takiego samego wniosku doszli naukowy z Instytutu Technologicznego w Georgii oraz Uniwersytetu Stanforda, którzy postanowili stworzyć oprogramowanie, które umożliwi robotom sprawne poruszanie się po miastach.

Roboty na drodze

Może się wydawać, że poruszanie się po miastach nie powinno stanowić wyzwania dla współczesnych robotów. Przecież samochody Tesli posiadają autopilota, który jest w stanie samemu poprowadzić samochód. Okazuje się, że poruszanie się po chodnikach stanowi większy problem niż mogłoby się wydawać. Roboty dostawcy i inne autonomiczne systemu powinny umieć omijać przeszkody na chodnikach takie jak piesi, kosze na śmieci czy lampy. Naukowcy ze wspomnianych wyżej uczelni w USA opracowali autonomicznego robota kroczącego, który jest w stanie poruszać się korzystając z publicznie dostępnych map pozostając przez cały czas na chodniku. Pokonując wyznaczoną trasę unika pieszych, latarni i innych przeszkód.

„Częścią tego projektu jest dostarczenie inteligentnego robota kroczącego na czterech nogach, który jest w stanie poruszać się po każdym mieście świata. Nasza praca oparta jest o istniejące w tym momencie o samochody autonomiczne oraz o roboty poruszające się w zamkniętych pomieszczeniach. Wyzwanie polega na tym, że środowisko miejskie nie jest powtarzalne i jednorodne. Ponadto po mieście poruszają się piesi w sposób niestandardowy więc robot nie jest w stanie znaleźć powtarzających się wskazówek. Z tego powodu stworzyliśmy oprogramowanie oparte o techniki uczenia maszynowego, które ma rozwiązać te problemy” – powiedział Sehoon Ha, jeden z naukowców pracujących przy projekcie.

Roboty na chodniku

Na samym początku prac naukowcy wytrenowali sieć neuronową, żeby ta była w stanie symulować pokonywanie prostej trasy chodniku. Następnie sieć neuronowa przetransferowała zachowanie, którego nauczyła się do bardziej dokładnej symulacji opartej na rzeczywistych obrazach przedstawiających prawdziwe miasto.

CZYTAJ WIĘCEJ: Rynek robotów jest już warty miliardy – Robotyka

„Sieć generuje obrazy, których później używa do kontrolowania robota. To podejście jest oparte na naszych doświadczeniach, ponieważ nie da się nauczyć maszyny pewnych zachowań na piechotę. Jest to po prostu zbyt trudne” – powiedział Maks Sorokin, inny naukowiec pracujący przy projekcie.

Zastosowanie techniki uczenia maszynowego w dwóch etapach przyniosło pożądane wyniki, ponieważ naukowcy zaimplementowali swoje oprogramowanie do robota kroczącego AlienGo, aby następnie testować go na chodnikach miasta Atlanta. Ponadto okazało się, że transferowanie zachowanań nauczonych podczas dwustopniowego procesu jest zadziwiająco łatwe. Istotne jest również, że w przyszłości oprogramowanie stworzone przez naukowców może być zastosowane do różnego rodzaju robotów. Może ono także być uzupełnieniem do istniejących już teraz robotów i podwyższać ich możliwości poruszania się po chodnikach.

Sami naukowcy przyznają, że to jeszcze nie jest koniec ich pracy i czekają ich kolejne wyzwania takie jak choćby przechodzenie robotów przez jezdnie, interakcja z ludźmi i innymi dynamicznymi obiektami.

Źródła: phys.org, techxplore.com,

Autor: Mateusz Tomanek