SG.hu
A megfelelő kéz megalkotása akadályozza a humanoid robotok forradalmát
A kutatók hatalmas kihívásokkal szembesülnek a valódi kézzel egyenértékű robotkezek létrehozásában, de egyre közelebb kerülnek a célhoz. Még az a kérdés sem eldöntött, hogy hány ujjuk legyen a robotoknak.
Humanoid robotok seregei készülnek bevonulni a világ gyáraiba. De mielőtt készen állnának a csavarkulcs megfogására, meg kell oldaniuk a kéz problémáját. Az emberi kéz mechanikus megfelelőjének létrehozása olyan kihívás, amely évek óta foglalkoztatja a vállalati és akadémiai kutatókat. Az izmok és a bőr motorokkal és érzékelőkkel való helyettesítése kritikus lépés ahhoz, hogy a humanoidok sokoldalú munkaerővé váljanak, ami potenciálisan megnyithatja azt a globális piacot, amely a Morgan Stanley becslései szerint 2050-re elérheti az 5 billió dollárt.
"10 évet tűztünk ki célul, hogy megfelelő ügyességet, funkcionalitást és hasznosságot érjünk el, és képesek legyünk elvégezni néhány olyan feladatot, amelyet az emberek végeznek” - mondta Kevin Lynch, a Northwestern University Robotika karának munkatársa. "Ez biztosan nem jövőre fog megtörténni.” Laboratóriuma a brit Shadow Robot cég által gyártott kezet használja alapmodellként, miközben javított változatok kifejlesztésén dolgozik. Lynch szerint a jövő robotkezének sokkal több érzékelőre lesz szüksége, hogy jobban utánozza az emberi kezet. Például egy ceruza megfogásához több ujj oldalán is érzékelők kellenek.
Egy közelmúltbeli délutánon Toby Buckley doktorandusz, aki távirányító kesztyűkkel irányította a két kezet, olyan gyakorlatokat végzett, amelyek egy kisgyermek számára is ismerősek lennének, például műanyag gyűrűket rakott egymásra és kis kockákat dobált egy pohárba. A kezeket kávésdoboz méretű alkarokba beépített motorok hajtják. Az ujjhegyekben érzékelők vannak, amelyek rögzítik, hogyan változnak a „bőr” alatti folyadék elektromos tulajdonságai, amikor az ujjak érintkeznek egy tárggyal, és az adatokat tapintásként értelmezik.
Rich Walker, a Shadow Robot igazgatója szerint az emberhez hasonló kéz létrehozása nagy nehézséget jelent, különösen olyan tulajdonságok esetében, mint az önmagát helyreállító bőr és a saját kenést biztosító ízületek. "Vannak olyan alapvető anyagproblémák, amelyeket a mai mérnöki tudás egyszerűen még nem tud megoldani.” - mondta. A Tesla humanoid robotja, az Optimus ugyan stabilan tud járni, de az emberi kézhez hasonló kezek elkészítése sokkal nehezebb feladat. „Ahhoz, hogy a robot valóban hasznos legyen, elengedhetetlen, hogy a keze rendkívüli legyen.” - mondta Elon Musk.
Egyes kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy egy robotnak nem kell öt ujj a hasznossághoz. Matei Ciocarlie gépészmérnök professzor és kollégái a Columbia Egyetemen kifejlesztettek egy négyujjas kezet, amely vizuális visszajelzés nélkül működik, és az objektumokat érintéssel azonosítja. Elég fürge ahhoz, hogy egy finom papírhenger forgatásakor azt ne törje össze, bár egy nemrégiben tartott bemutatón az objektum néha kicsúszott a markából. Ezután az ujjak eredménytelenül rángatóztak, de még egy sikertelen kísérlet is olyan adatokat hoz létre, amelyeket a képzés során fel lehet használni. "A robot lényegében a cselekvés során tanul” – mondta Ciocarlie.
A Hyundai Motor Group tulajdonában lévő robotikai vállalat, a Boston Dynamics háromujjas kezekkel szerelte fel Atlas humanoidjait. Ezekkel a robotok tenyeret formálva dobozokat képesek felemelni vagy meg tudnak azokon támaszkodni. Az egyik ujj forgatható, így hüvelykujjaként is funkcionál, és lehetővé teszi a robotok számára, hogy tárgyakat fogjanak meg. Az Atlas még nem került be gyárakba, de a Boston Dynamics által közzétett videók azt mutatják, hogy a humanoid autóalkatrészeket emel fel, súlyzóval edz és papírzsebkendőt vesz ki egy dobozból.
Alberto Rodriguez, az Atlas robot viselkedésének és mesterséges intelligencia stratégiájának igazgatója szerint a robotkéznek kompromisszumot kell kötnie az erő, a ügyesség, a karcsúság és a strapabíróság között. Az egyik tulajdonság növelése a másik rovására mehet, mondta. A jelenlegi verzió - amelyet Rodriguez „fogóként” emleget - különféle tárgyakat tud felvenni, beleértve a nehézeket is. A következő verziót úgy tervezik, hogy szerszámokat tudjon használni vagy tárgyakat tudjon kivenni egy dobozból, miközben megőrzi erejét. "Nem elég, ha olyan fogót adunk ki, amely gyenge, vagy alulmúlja a nehéz tárgyakat emelő, gyorsan mozgó robotok teljesítményét” – mondta.
Az ipari robotok évtizedek óta csipeszekre hasonlító kezekre támaszkodnak, és Igor Kulakov, a San Franciscó-i székhelyű MicroFactory robotgyártó társalapítója és vezérigazgatója szerint ez még mindig a legköltséghatékonyabb forma. Cége 5000 dolláros robotokat gyárt, amelyeknek két karjuk van, az egyik általában szerszámmal, a másik pedig kétujjas fogóval van felszerelve, amely a tárgyakat a helyükön tartja. Ez a felépítés állítása szerint képes elvégezni az elektronikai szereléshez szükséges legtöbb funkciót, például forrasztást, csavarok behelyezését vagy védőfóliák lehúzását.
Az emberi kéz újrateremtésének nehézségei felvetik a kérdést, hogy miért is van erre szükség, hiszen a valódi már létezik. Ed Colgate, a Northwestern University gépészmérnök professzora szerint a gyári és ápolási munkákhoz szükséges munkaerőhiány ösztönzi az alternatívák iránti igényt. Szerinte egy áttörés lehetővé teheti a kis gyártók fellendülését is, hasonlóan ahhoz, ahogy a személyi számítógépek eljuttatták a mainframe-ek teljesítményét a tömegekhez. "Ez új és vonzó munkahelyeket teremthet” - mondta. "Ez az oka annak, hogy ezt csináljuk.”
Humanoid robotok seregei készülnek bevonulni a világ gyáraiba. De mielőtt készen állnának a csavarkulcs megfogására, meg kell oldaniuk a kéz problémáját. Az emberi kéz mechanikus megfelelőjének létrehozása olyan kihívás, amely évek óta foglalkoztatja a vállalati és akadémiai kutatókat. Az izmok és a bőr motorokkal és érzékelőkkel való helyettesítése kritikus lépés ahhoz, hogy a humanoidok sokoldalú munkaerővé váljanak, ami potenciálisan megnyithatja azt a globális piacot, amely a Morgan Stanley becslései szerint 2050-re elérheti az 5 billió dollárt.
"10 évet tűztünk ki célul, hogy megfelelő ügyességet, funkcionalitást és hasznosságot érjünk el, és képesek legyünk elvégezni néhány olyan feladatot, amelyet az emberek végeznek” - mondta Kevin Lynch, a Northwestern University Robotika karának munkatársa. "Ez biztosan nem jövőre fog megtörténni.” Laboratóriuma a brit Shadow Robot cég által gyártott kezet használja alapmodellként, miközben javított változatok kifejlesztésén dolgozik. Lynch szerint a jövő robotkezének sokkal több érzékelőre lesz szüksége, hogy jobban utánozza az emberi kezet. Például egy ceruza megfogásához több ujj oldalán is érzékelők kellenek.
Egy közelmúltbeli délutánon Toby Buckley doktorandusz, aki távirányító kesztyűkkel irányította a két kezet, olyan gyakorlatokat végzett, amelyek egy kisgyermek számára is ismerősek lennének, például műanyag gyűrűket rakott egymásra és kis kockákat dobált egy pohárba. A kezeket kávésdoboz méretű alkarokba beépített motorok hajtják. Az ujjhegyekben érzékelők vannak, amelyek rögzítik, hogyan változnak a „bőr” alatti folyadék elektromos tulajdonságai, amikor az ujjak érintkeznek egy tárggyal, és az adatokat tapintásként értelmezik.
Rich Walker, a Shadow Robot igazgatója szerint az emberhez hasonló kéz létrehozása nagy nehézséget jelent, különösen olyan tulajdonságok esetében, mint az önmagát helyreállító bőr és a saját kenést biztosító ízületek. "Vannak olyan alapvető anyagproblémák, amelyeket a mai mérnöki tudás egyszerűen még nem tud megoldani.” - mondta. A Tesla humanoid robotja, az Optimus ugyan stabilan tud járni, de az emberi kézhez hasonló kezek elkészítése sokkal nehezebb feladat. „Ahhoz, hogy a robot valóban hasznos legyen, elengedhetetlen, hogy a keze rendkívüli legyen.” - mondta Elon Musk.
Egyes kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy egy robotnak nem kell öt ujj a hasznossághoz. Matei Ciocarlie gépészmérnök professzor és kollégái a Columbia Egyetemen kifejlesztettek egy négyujjas kezet, amely vizuális visszajelzés nélkül működik, és az objektumokat érintéssel azonosítja. Elég fürge ahhoz, hogy egy finom papírhenger forgatásakor azt ne törje össze, bár egy nemrégiben tartott bemutatón az objektum néha kicsúszott a markából. Ezután az ujjak eredménytelenül rángatóztak, de még egy sikertelen kísérlet is olyan adatokat hoz létre, amelyeket a képzés során fel lehet használni. "A robot lényegében a cselekvés során tanul” – mondta Ciocarlie.
A Hyundai Motor Group tulajdonában lévő robotikai vállalat, a Boston Dynamics háromujjas kezekkel szerelte fel Atlas humanoidjait. Ezekkel a robotok tenyeret formálva dobozokat képesek felemelni vagy meg tudnak azokon támaszkodni. Az egyik ujj forgatható, így hüvelykujjaként is funkcionál, és lehetővé teszi a robotok számára, hogy tárgyakat fogjanak meg. Az Atlas még nem került be gyárakba, de a Boston Dynamics által közzétett videók azt mutatják, hogy a humanoid autóalkatrészeket emel fel, súlyzóval edz és papírzsebkendőt vesz ki egy dobozból.
Alberto Rodriguez, az Atlas robot viselkedésének és mesterséges intelligencia stratégiájának igazgatója szerint a robotkéznek kompromisszumot kell kötnie az erő, a ügyesség, a karcsúság és a strapabíróság között. Az egyik tulajdonság növelése a másik rovására mehet, mondta. A jelenlegi verzió - amelyet Rodriguez „fogóként” emleget - különféle tárgyakat tud felvenni, beleértve a nehézeket is. A következő verziót úgy tervezik, hogy szerszámokat tudjon használni vagy tárgyakat tudjon kivenni egy dobozból, miközben megőrzi erejét. "Nem elég, ha olyan fogót adunk ki, amely gyenge, vagy alulmúlja a nehéz tárgyakat emelő, gyorsan mozgó robotok teljesítményét” – mondta.
Az ipari robotok évtizedek óta csipeszekre hasonlító kezekre támaszkodnak, és Igor Kulakov, a San Franciscó-i székhelyű MicroFactory robotgyártó társalapítója és vezérigazgatója szerint ez még mindig a legköltséghatékonyabb forma. Cége 5000 dolláros robotokat gyárt, amelyeknek két karjuk van, az egyik általában szerszámmal, a másik pedig kétujjas fogóval van felszerelve, amely a tárgyakat a helyükön tartja. Ez a felépítés állítása szerint képes elvégezni az elektronikai szereléshez szükséges legtöbb funkciót, például forrasztást, csavarok behelyezését vagy védőfóliák lehúzását.
Az emberi kéz újrateremtésének nehézségei felvetik a kérdést, hogy miért is van erre szükség, hiszen a valódi már létezik. Ed Colgate, a Northwestern University gépészmérnök professzora szerint a gyári és ápolási munkákhoz szükséges munkaerőhiány ösztönzi az alternatívák iránti igényt. Szerinte egy áttörés lehetővé teheti a kis gyártók fellendülését is, hasonlóan ahhoz, ahogy a személyi számítógépek eljuttatták a mainframe-ek teljesítményét a tömegekhez. "Ez új és vonzó munkahelyeket teremthet” - mondta. "Ez az oka annak, hogy ezt csináljuk.”