Na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego zespół inżynierów przesuwa granice interakcji człowiek-maszyna, ucząc humanoidalnego robota szerokiego zakresu ekspresyjnych ruchów – od tańca po gesty takie jak machanie, przybijanie piątki, a nawet przytulanie. Imponujące w tym osiągnięciu jest to, że robot potrafi wykonywać te ruchy, sprawnie poruszając się po różnorodnym terenie.
Znaczenie tego postępu wykracza poza samą zwinność robota. Tkwi ono w potencjale do zredefiniowania współpracy człowieka z maszyną w realnych warunkach. Wyobraźmy sobie hale produkcyjne, szpitale, a nawet obszary dotknięte katastrofami – miejsca, gdzie roboty mogłyby współpracować z ludźmi lub wykonywać zadania w niebezpiecznych środowiskach. Może to prowadzić do bezpieczniejszych miejsc pracy, wydajniejszych operacji, a nawet przyszłości, w której roboty staną się zaufanymi członkami zespołu, a nie tylko narzędziami.
Wzmacnianie interakcji człowiek-maszyna poprzez ekspresyjne ruchy
Według Xiaolonga Wanga, profesora z UC San Diego’s Jacobs School of Engineering, celem jest wykorzystanie bardziej ludzkich ruchów ciała do budowania zaufania między robotami a ludźmi. Wang ma nadzieję, że pomoże to przełamać powszechny stereotyp robotów jako zimnych lub groźnych, znany z Terminatora. Zamiast tego, wizją jest stworzenie maszyn postrzeganych jako przyjazne, współpracujące i zdolne do harmonijnego współistnienia z ludźmi na co dzień.
Wang i jego zespół zaprezentują swoją pracę na konferencji Robotics 2024: Science and Systems Conference w holenderskim Delft. Prawdziwa innowacja kryje się w procesie szkolenia robota. Wykorzystując obszerną bazę danych z przechwytywania ruchu i nagrań tanecznych, robota nauczono szybkiego przyswajania nowych ruchów, podobnie jak ludzki tancerz uczy się choreografii. Zespół zastosował nowatorskie podejście, trenując osobno górną i dolną część ciała robota. Ta metoda pozwoliła górnej części ciała na wykonywanie różnorodnych ekspresyjnych ruchów, podczas gdy nogi utrzymywały stabilny chód na trudnym terenie – od żwiru po trawę, a nawet pochyłe powierzchnie.
Kluczową kwestią, którą podkreśla Wang, jest zdolność robota do wielozadaniowości – utrzymywania równowagi podczas wykonywania skomplikowanych ruchów górnej części ciała. Choć może się to wydawać proste, stanowi znaczący postęp w robotyce, wymagając od maszyny funkcjonowania jako zintegrowany system, koordynujący obie części ciała w celu płynnego działania w złożonych środowiskach.
Torowanie drogi dla autonomicznych, zwinnych i współpracujących robotów
Zanim robot wkroczył do realnego świata, zespół przeprowadził symulacje na wirtualnych modelach, aby dopracować swoje podejście. Po uzyskaniu pewności, przenieśli te umiejętności na fizycznego robota, który z powodzeniem zademonstrował zarówno wcześniej wyuczone, jak i nowe ruchy w rzeczywistych warunkach. Obecnie robot jest sterowany przez człowieka za pomocą kontrolera do gier, który zarządza jego prędkością, kierunkiem i działaniami. Jednakże zespół Wanga już przewiduje przyszłą wersję z wbudowanymi kamerami, umożliwiającymi robotowi autonomiczną nawigację i wykonywanie zadań.
Co dalej? Zespół skupia się na udoskonaleniu konstrukcji robota, aby umożliwić mu wykonywanie jeszcze bardziej złożonych zadań. Usprawniając możliwości górnej części ciała, zamierzają poszerzyć zakres ruchów robota i uczynić go jeszcze bardziej wszechstronnym w praktycznych zastosowaniach.
Referencje: Artykuł naukowy „Expressive Whole-Body Control for Humanoid Robots„, którego współautorami są naukowcy z UC San Diego i MIT, zgłębia techniczne aspekty tego przełomowego projektu.
