Forscher machen große Fortschritte bei der Verbesserung der Geschicklichkeit und des Tastsinns von Robotern. Das Ziel? Roboter, die Objekte mit der Finesse und Präzision menschlicher Hände manipulieren können.
An der Spitze dieses Forschungsbereichs steht eine bahnbrechende Studie des Computer Science and Artificial Intelligence Lab (CSAIL) des MIT. Das Team befasste sich mit der komplizierten Herausforderung der kontaktreichen Manipulation, einem Bereich, in dem Roboter auf komplexe Weise mit Objekten interagieren.
„Die größte Herausforderung bei der Planung durch Kontakt ist die hybride Natur der Kontaktdynamik“, heißt es in der Studie.
Verstärkungslernen ist eine Technik, die in der KI eingesetzt wird, um ein Modell auf der Grundlage von Belohnungen und Bestrafungen zu trainieren. Die Forscher verwendeten eine Art von Verstärkungslernmethode, die als „Glättung“ bezeichnet wird, um die Art und Weise, wie Lebewesen den Prozess der Wahrnehmung von Dingen durchlaufen, zu vereinfachen und sie für einen primitiven Roboter nachahmbar zu machen.
Darüber hinaus ebnet ihre Methode in Verbindung mit einer auf Stichproben basierenden Bewegungsplanung den Weg für kompliziertere Manipulationen mit zahlreichen Kontaktpunkten. Mit anderen Worten: Die Verwendung von zwei Händen zur Manipulation und Interaktion mit einem Objekt. Ihre Experimente haben gezeigt, dass sie in der Lage sind, komplizierte Bewegungen in nur wenigen Minuten zu erzeugen – ein bedeutender Sprung im Vergleich zu den Stunden, die herkömmliche RL-Methoden benötigen.
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Parallel dazu stellte die Universität Bristol in Großbritannien „Bi-Touch“ vor, ein bahnbrechendes taktiles Robotersystem mit zwei Armen. „Wir schlagen eine Reihe von bimanuellen Manipulationsaufgaben vor, die auf taktiles Feedback zugeschnitten sind: Bi-Pushing, Bi-Reorienting und Bi-Gathering“, heißt es in dem Forschungspapier. Dieses System kann durch simuliertes tiefes Verstärkungslernen komplizierte Manipulationsaufgaben meistern, wie z. B. das gemeinsame Schieben von Objekten und das geschickte Drehen derselben.
An der Westküste bringen Forscher der Stanford University Robotern komplexe Aufgaben mithilfe menschlicher Videodemonstrationen bei. Ihre Methode, bei der maskierte Auge-in-Hand-Kameraaufnahmen verwendet werden, umgeht die Notwendigkeit kostspieliger Bildübersetzungen zwischen menschlichen und Roboterdomänen.
„Videos von Menschen, die Aufgaben ausführen, sind andererseits viel billiger zu sammeln, da sie den Bedarf an Fachwissen über Roboterteleoperationen überflüssig machen“, argumentieren die Forscher in ihrem wissenschaftlichen Papier.
So wie Menschen lernen, indem sie sich YouTube-Tutorials ansehen, verwenden die Forscher Videos, um ihren Robotern beizubringen, wie sie bestimmte Dinge tun sollen, und ihr Ansatz hat die Erfolgsquoten in neuen Testumgebungen um beeindruckende 58 % im Vergleich zum herkömmlichen Roboterdatentraining erhöht.
Diese bahnbrechenden Studien ebnen den Weg für Roboter, die in der Lage sind, Objekte ähnlich nuanciert zu manipulieren wie Menschen. Solche Fortschritte könnten die Industrie neu definieren, von Fertigungsstraßen bis zu Operationssälen. Stellen Sie sich einen chirurgischen Eingriff vor, bei dem ein Roboter mit Hilfe von künstlicher Intelligenz den Chirurgen unterstützt und so die Präzision und das Ergebnis verbessert.
Also, liebe Science-Fiction-Fans da draußen, keine Angst. Freundliche Hilfsroboter müssen nicht ausschließen, dass die Menschheit mit dem einen oder anderen charmanten Roboter-Miesepeter koexistieren kann. Solange die Roboter nur mit ihren menschlichen Begleitern zanken, anstatt sie zu eliminieren, sollte alles in Ordnung sein.
