Robo-Insight #4 – Robohubas

Sveiki atvykę į 4-ąjį Robo-Insight leidimą – kas dvi savaites atnaujinamus robotikos naujienas! Šiame įraše džiaugiamės galėdami pasidalinti daugybe naujų pasiekimų šioje srityje ir pabrėžti robotų pažangą tokiose srityse kaip mobiliosios programos, valymas, povandeninė kasyba, lankstumas, žmonių gerovė, depresijos gydymas ir žmonių sąveika.

Supaprastintos mobiliojo roboto elgesio adaptacijos

Sistemų pritaikymo pasaulyje mokslininkai iš Eindhoveno technologijos universiteto pristatė metodiką, kuri sumažina atotrūkį tarp programų kūrėjų ir valdymo inžinierių mobiliųjų robotų elgesio pritaikymo kontekste. Šis metodas naudoja simbolinius robotų elgesio aprašymus, žinomus kaip „elgesio semantika“, ir paverčia juos valdymo veiksmais per „semantinį žemėlapį“. Šia naujove siekiama supaprastinti autonominių mobiliųjų robotų taikomųjų programų judesio valdymo programavimą ir palengvinti integraciją tarp įvairių pardavėjų valdymo programinės įrangos. Sukūrus struktūrizuotą sąveikos sluoksnį tarp taikymo, sąveikos ir valdymo sluoksnių, ši metodika galėtų supaprastinti mobiliųjų robotų taikomąsias programas, o tai gali paskatinti efektyvesnes požemines tyrinėjimo ir navigacijos sistemas.

Priekinė mobiliosios platformos perspektyva (parodo aparatūros komponentus su mėlynomis rodyklėmis). Šaltinis.

Naujas robotas buitiniam valymui

Kalbant apie naudingus robotus, Prinstono universitetas sukūrė robotą, pavadintą TidyBot, kad susidorotų su namų tvarkymo iššūkiais. Skirtingai nuo paprastų užduočių, tokių kaip objektų perkėlimas, realaus pasaulio valymui reikalingas robotas, kuris atskirtų objektus, juos tinkamai padėtų ir nepažeistų. „TidyBot“ tai pasiekia derindama fizinį miklumą, vizualinį atpažinimą ir kalbos supratimą. Turėdamas mobilią roboto ranką, regėjimo modelį ir kalbos modelį, „TidyBot“ gali identifikuoti objektus, įdėti juos į tam skirtas vietas ir net daryti išvadą apie tinkamus veiksmus 85 % tikslumu. „TidyBot“ sėkmė rodo, kad jis gali atlikti sudėtingas namų ūkio užduotis.

„TidyBot“ veikia. Šaltinis.

Giliavandeniai kasybos robotai

Perkeldami savo dėmesį į povandeninę aplinką, mokslininkai sprendžia efektyvumo kliūtis, su kuriomis susiduria giliavandenės kasybos srityje, planuodami naujovišką autonominių robotų kasybos transporto priemonių kelią. Kadangi giliavandeniai mangano mazgeliai turi didelį potencialą, šios robotinės transporto priemonės yra būtinos jų surinkimui. Tobulindami kelių planavimo metodus, mokslininkai siekia pagerinti šių transporto priemonių efektyvumą važiuojant sudėtingomis povandeninėmis vietovėmis, išvengiant kliūčių. Ši plėtra galėtų paskatinti veiksmingesnį ir atsakingesnį išteklių gavybą iš vandenyno dugno ir taip prisidėti prie tvaraus vertingų mineralinių išteklių naudojimo.

Diagrama, vaizduojanti giliavandenės kasybos sistemos veikimo sistemą. Šaltinis.

Pažangūs minkšti robotai, pasižymintys miklumu ir lankstumu

Kalbant apie robotų judėjimą, neseniai Šanchajaus Jiao Tong universiteto mokslininkai sukūrė nedidelio masto minkštus robotus, pasižyminčius nepaprastu miklumu, leidžiančius nedelsiant ir grįžtamai pakeisti judėjimo kryptį ir formą. Šie robotai, varomi aktyvaus dielektrinio elastomero dirbtinio raumens ir unikalios chiralinės grotelės pėdos konstrukcijos, gali keisti kryptį greito judėjimo metu naudojant vieną įtampos įvestį. Chiralinės grotelės pėda generuoja įvairius judėjimo būdus, įskaitant judėjimą pirmyn, atgal ir sukamaisiais judesiais, reguliuodama įtampos dažnius. Be to, derinant šį konstrukcinį dizainą su formų atminties medžiagomis, robotai gali atlikti sudėtingas užduotis, pavyzdžiui, naršyti siauruose tuneliuose arba formuoti konkrečias trajektorijas. Ši naujovė atveria duris naujos kartos autonominiams minkštiems robotams, galintiems įvairiai judėti.

Minkštas robotas pasiekia sukamuosius judesius į dešinę arba į kairę nukreipdamas grotelių koją į atitinkamas puses. Šaltinis.

Robotai šunys naudojami pacientams paguosti

Didžiausią dėmesį skirdami robotų naudojimui sveikatos priežiūros srityje, Stanfordo studentai kartu su mokslininkais ir gydytojais bendradarbiauja su AI ir robotikos pramonės lyderiais, kad Lucile Packard vaikų ligoninėje pristatytų naujus robotus šunis, skirtus bendrauti su vaikais. Ligoninės pacientai turėjo galimybę pabendrauti su žaismingais robotais, pademonstruodami galimą šių mechaninių augintinių naudą vaikų gerovei gulint ligoninėje. Robotus, vadinamus Pupper, sukūrė bakalauro inžinerijos studentai ir jie buvo valdomi naudojant rankinius valdiklius. Parodos tikslas buvo ištirti robotų ir vaikų sąveiką, ištirti būdus, kaip pagerinti klinikinę patirtį ir sumažinti nerimą.

Pacientas žaidžia su robotu šunimi. Šaltinis.

Robotų naujovės gali padėti susidoroti su depresija

Neseniai atliktame bandomajame tyrime, lygiai taip pat, kaip gerinant gerovę, buvo ištirta potenciali robotikos naudojimo transkranijinėje magnetinėje stimuliacijoje (TMS) nauda gydant depresiją. Tyrėjai, vadovaujami Hyunsoo Shin, sukūrė pritaikytą TMS robotą, skirtą pagerinti TMS ritės išdėstymo smegenyse tikslumą, o tai yra esminis veiksmingo gydymo aspektas. Naudodami robotizuotą sistemą, jie sumažino paruošimo laiką 53% ir žymiai sumažino ritės padėties nustatymo klaidas. Tyrimo metu nustatytas panašus terapinis poveikis depresijos sunkumui ir regioninei smegenų kraujotakai (rCBF) tarp robotų ir rankinių TMS metodų, atskleidžiant robotų pagalbos potencialą didinant TMS gydymo tikslumą ir efektyvumą.

Roboto kartotinės transkranijinės magnetinės stimuliacijos (rTMS) konfigūracija gydymo įstaigoje ir roboto padėties nustatymo įrenginys, skirtas automatiniam ritės įdėjimui. Šaltinis.

Pažangūs robotų akių tyrimai

Galiausiai, žmogaus ir roboto tobulinimo pasaulyje, įvairių institucijų mokslininkų atliktame tyrime buvo ištirtas roboto akių panaudojimo kaip nuspėjamųjų žmogaus ir roboto sąveikos (HRI) užuominų potencialas. Tyrimo tikslas buvo suprasti, ar ir kaip nuspėjamųjų robotų akių dizainas galėtų pagerinti žmonių ir robotų sąveiką. Buvo išbandyti keturi skirtingi akių dizaino tipai, įskaitant strėles, žmogaus akis ir du antropomorfinius roboto akių dizainus. Rezultatai parodė, kad abstrakčios antropomorfinės roboto akys, imituojančios tam tikrus žmogaus dėmesio aspektus, buvo veiksmingiausios nukreipiant dalyvių dėmesį ir sukeliant refleksinius poslinkius. Šios išvados rodo, kad abstrakčių antropomorfinių akių įtraukimas į roboto dizainą gali pagerinti roboto judesių nuspėjamumą ir pagerinti HRI.

Keturi dirgiklių tipai. Pirmoje eilutėje rodomi žmogaus (kairėje) ir rodyklės (dešinėje) dirgikliai. Antroje eilutėje pavaizduotos abstrakčios antropomorfinės roboto akys. Anketos dalyko – kooperatyvo roboto Sawyer – nuotrauka. Šaltinis.

Nuolatinis pažangos srautas, matomas įvairiose srityse, pabrėžia pritaikomą ir nuolat tobulėjančią robotikos technologijos prigimtį, atskleidžiančią naujus būdus, kaip ją įtraukti įvairiose pramonės šakose. Laipsniška pažanga robotikos srityje atspindi nuolatines pastangas ir užuominas apie galimas šių žingsnių pasekmes ateičiai.

Šaltiniai:

1. Chen, HL, Hendrikx, B., Torta, E., Bruyninckx, H. ir van de Molengraft, R. (2023 m., liepos 10 d.). Mobiliųjų robotų elgsenos pritaikymas naudojant apribojimais pagrįstų valdiklių semantinio žemėlapio kompozicijas. Sienos.
2. Princeton Engineering – inžinieriai valo naudodami „TidyBot“.. (nd). Prinstono inžinerija. Gauta 2023 m. rugpjūčio 30 d.
3. Xie, Y., Liu, C., Chen, X., Liu, G., Leng, D., Pan, W. ir Shao, S. (2023 m., liepos 12 d.). Autonominės mangano mazginės kasybos transporto priemonės kelių planavimo tyrimas, pagrįstas pakeliama kasybos sistema. Sienos.
4. Wang, D., Zhao, B., Li, X., Dong, L., Zhang, M., Zou, J. ir Gu, G. (2023). Naudingi elektra varomi minkšti robotai su perkonfigūruojama chiralinės grotelės pėdos konstrukcija. Gamtos komunikacijos, 14(1), 5067.
5. Universitetas, S. (2023, rugpjūčio 1 d.). Robo šunys atskleidžia džiaugsmą Stanfordo ligoninėje. Stanfordo ataskaita.
6. Shin, H., Jeong, H., Ryu, W., Lee, G., Lee, J., Kim, D., Song, I.-U., Chung, Y.-A. ir Lee, S (2023). Robotinė transkranijinė magnetinė stimuliacija gydant depresiją: bandomasis tyrimas. Mokslinės ataskaitos, 13(1), 14074.
7. Onnasch, L., Schweidler, P. ir Schmidt, H. (2023, liepos 3 d.). Roboto akių, kaip nuspėjamųjų ženklų, potencialas HRI – akių sekimo tyrime. Sienos.