Robotter på vej mod at gå som mennesker

En psykologisk teori kunne kickstarte forbedringer i den måde, robotter er i stand til at gå på, takket være en undersøgelse fra University of Manchester.

Undersøgelsen - et unikt samarbejde mellem en klinisk psykolog, robotingeniører og en robotiværksætter udgives i Journal of Intelligent and Robotic Systems i dag.

Den analyserede, hvad der sker, når standardalgoritmer, der driver en selvbalancerende robot – lavet af simpelt Lego – blev erstattet med dem, der er baseret på 'perceptuel kontrolteori'.

Teorien blev indkodet i den lille droide, lader den kontrollere, hvad den fornemmede, så den bevægede sig mere effektivt, ligesom mennesker og andre dyr kan.

Selvom robotten bevæger sig på to hjul, det er et 'omvendt pendul', hvilket kræver en smidig balancering på samme måde som hvordan vores kroppe holdes oprejst, når vi går.

Så, jo bedre kan robotten balancere, jo bedre forberedt vil den være til at gå som et menneske.

I undersøgelsen, jo mere naturtro robot afbalanceret mere præcist, mere hurtigt og mere effektivt end sine konkurrenter ved at vurdere sit miljø mindst 100 gange i sekundet.

Det flyttede også til et nyt sted, selv når de bliver forstyrret af sidelæns skub, mere effektivt end sine konkurrenter.

Da algoritmen blev programmeret ind i robotten, den virkede meget mindre stabil og slingrede meget.

Selvom teori om perceptuel kontrol er blevet brugt meget i psykologiske terapier, uddannelse og forældreindsatser, det er første gang, at brugen af ​​det i robotter er blevet sammenlignet i en 'head-to-head'-test.

Den nye undersøgelse, sammenlignede den samme omvendte pendulrobot programmeret og tunet med tre forskellige softwarecontrollere.

To af dem, proportional kontrol og LQR, er meget brugt af ingeniører til at bygge de nyeste robotter.

Den tredje, teori om perceptuel kontrol, blev oprindeligt afledt af teknik, men det tager 'insiderens perspektiv', specificering af robottens 'ønskede input' eller 'behov'.

Dr. Warren Mansell, Læser i Clinical Psychology ved University of Manchester sagde:"Selvom dette er tidligt arbejde, det er fristende at se, hvordan en videnskabelig teori, der bruges til at hjælpe mennesker med psykiske problemer, faktisk kan hjælpe ingeniører med at forbedre deres design af kunstigt intelligente enheder.

"Roboterne matcher endnu ikke evnerne hos dem i science fiction-hits som Star Wars og Blade Runner, og ingen har mestret at gå på to ben.

"Men brugen af ​​teorien kunne virkelig muliggøre transformationen af ​​robotter til mere naturtro maskiner."

Dr. Simon Watson, Seniorlektor i robotsystemer ved University of Manchester sagde:"Naturen har udviklet de mest komplekse maskiner, vi kender, så at kunne implementere algoritmer inspireret af dem er et vigtigt skridt i vores egen kreative udviklingsevne.

Thomas Johnson, ph.d. studerende, der byggede og testede robotten sagde "Dette arbejde har demonstreret succesen med at kontrollere robotter med perceptuel kontrolteori. Dette papir er en demonstration af, hvordan ingeniører i robotteknologi kan finde inspiration fra den levende verden."

Computerteknolog Dr. Rupert Young sagde:"Denne forskning er et kig på en radikal ny måde at forstå, hvordan man bygger robotsystemer, der er dynamiske og tilpasningsdygtige på trods af det kaotiske, den virkelige verdens uforudsigelige natur. Baseret på en elegant og naturlig tilgang, dette paradigme har løftet om at udvikle langt mere sofistikerede, autonome robotter"