Инженеры разрабатывают рецепт улучшения любой автономной роботизированной системы

Автономные роботы прошли долгий путь со времен привередливого Roomba. В последние годы искусственные интеллектуальные системы были развернуты в беспилотных автомобилях, доставке еды на последней миле, обслуживании в ресторанах, обследовании пациентов, уборке больниц, приготовлении пищи, безопасности зданий и упаковке складов.


Каждая из этих роботизированных систем является продуктом специального процесса проектирования, специфичного для этой конкретной системы. При проектировании автономного робота инженеры должны провести бесчисленное количество симуляций методом проб и ошибок, часто опираясь на интуицию. Эти симуляции адаптированы к компонентам и задачам конкретного робота, чтобы настроить и оптимизировать его производительность. В некотором смысле проектирование автономного робота сегодня похоже на выпечку торта с нуля, без рецепта или готовой смеси, чтобы гарантировать успешный результат.

Теперь инженеры Массачусетского технологического института разработали общий инструмент проектирования, который робототехники могут использовать в качестве своего рода автоматизированного рецепта успеха. Команда разработала код оптимизации, который может быть применен к моделированию практически любой автономной роботизированной системы и может использоваться для автоматического определения того, как и где настроить систему для повышения производительности робота.

Команда показала, что инструмент смог быстро улучшить производительность двух очень разных автономных систем: в одной робот перемещался по пути между двумя препятствиями, а в другой пара роботов работала вместе, чтобы переместить тяжелую коробку.

Исследователи надеются, что новый оптимизатор общего назначения может помочь ускорить разработку широкого спектра автономных систем, от шагающих роботов и беспилотных транспортных средств до мягких и ловких роботов и команд совместных роботов.

Команда, состоящая из Чарльза Доусона, аспиранта Массачусетского технологического института, и ЧуЧу Фэна, доцента кафедры аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института, представит свои выводы в конце этого месяца на ежегодной конференции «Робототехника: наука и системы» в Нью-Йорке.

Перевернутый дизайн

Доусон и Фан осознали потребность в общем инструменте оптимизации, изучив множество инструментов автоматизированного проектирования, доступных для других инженерных дисциплин.

«Если инженер-механик хотел спроектировать ветряную турбину, он мог бы использовать инструмент 3D CAD для проектирования конструкции, а затем использовать инструмент анализа конечных элементов, чтобы проверить, выдержит ли она определенные нагрузки», — говорит Доусон. «Однако не хватает этих инструментов автоматизированного проектирования для автономных систем».