Толпа MIT, управляющая пешеходным роботом в действии.
Команда ученых из Массачусетского технологического института разработала автономного робота, который использует набор датчиков и продвинутую технику машинного обучения для навигации по многолюдным районам, придерживаясь (человеческих) социальных норм. Колесный автомат может стать еще одним шагом к полностью автоматизированным роботам доставки или даже интеллектуальным персональным мобильным устройствам, способным ориентироваться на оживленной улице.
Если роботы будут когда-либо свободно перемещаться среди нас, занимаясь своими ( надеюсь ) невинными повседневными делами, важно, чтобы они не только могли понимать и ориентироваться в своей среде, но также и могли предсказывать и ориентировать нас. Робот должен знать, где он находится, знать, где мы находимся, и уметь планировать маршрут и выполнять выбранный путь.
Предыдущие попытки заставить роботов ориентироваться в людных местах были встречены с различной степенью разочарования. Например, подход, основанный на траектории — когда робот предсказывает, куда человек будет идти, основываясь на данных датчика, — проблематичен, потому что робот должен собирать данные в постоянно меняющейся среде и выяснять, каким будет его следующий шаг. Это часто может привести к остановке / началу движения.
Другой метод включает программирование робота с простым реактивным подходом к управлению толпой, где он использует геометрию и физику, чтобы планировать маршрут и избегать столкновений. Это прекрасно работает, когда кто-то идет по прямой линии, но люди — непредсказуемые звери, склонные к внезапным изменениям направления, что может привести к тому, что человек и бот попытаются одновременно занять одно и то же место.
Команда MIT попыталась научить своего робота-приятеля ориентироваться в толпе, используя технику, называемую усиленным обучением. На базовом уровне метод включает в себя прохождение робота через серию обучающих сценариев компьютерного моделирования, предназначенных для того, чтобы научить его, как обращаться с объектами, движущимися с различными скоростями и траекториями, в то же время принимая к сведению моделируемых людей в окружающей среде.
Имитация также использовалась, чтобы научить робота ориентироваться при соблюдении социальных норм, таких как ходьба по правой стороне и движение пешехода со скоростью 1,2 метра в секунду. Когда робот сталкивается с комнатой людей в реальном мире, он распознает определенные ситуации, с которыми он столкнулся во время обучения, и соответствующим образом решает их, соблюдая правила пешехода.
Вне компьютера MIT описывает своего робота как «киоск на коленях по колено». Он оснащен различными датчиками, включая веб-камеру, датчик глубины и датчик LIDAR с высоким разрешением, который позволяет роботу воспринимать окружающую среду, и использует алгоритмы с открытым исходным кодом, чтобы помочь определить его положение.
Датчики оценивают окружающую среду вокруг робота каждую десятую секунды, что позволяет ему плавно регулировать свой путь на ходу без необходимости останавливаться и вычислять его лучший вариант.
«Мы не планируем весь путь к цели — больше не имеет смысла это делать, особенно если вы предполагаете, что мир меняется», — комментирует аспирант Майкл Эверетт, один из соавторов статья об исследовании. «Мы просто смотрим на то, что видим, выбираем скорость, делаем это в течение одной десятой секунды, затем снова смотрим на мир, выбираем другую скорость и снова идем. Таким образом, мы считаем, что наш робот выглядит более естественным и предвидя, что люди делают «.
Ученые объединили своего необычно выглядящего робота с усиленной техникой обучения и отправились в Центр Статы Массачусетского технологического института для серии физических испытаний. Робот успешно перемещался по извилистым, забитым пешеходными коридорами здания по 20 минут за один раз, не сталкиваясь с одним человеком.
«Мы хотели принести это куда-нибудь, где люди будут заниматься своими повседневными делами, ходить на занятия, получать еду, и мы показали, что мы достаточно крепки во всем этом», — говорит Эверетт. «Однажды была даже гастрольная группа, и она их совершенно избегала».
Команда планирует продолжить и расширить свои исследования, а также изучить, как роботы живут в пешеходном сценарии, когда люди движутся толпами. Это может потребовать обновленного набора поведенческих правил.
Некоторые люди могут быть несколько обеспокоены идеей обучения роботов перемещаться среди нас, но большинство, вероятно, согласится с тем, что последний робот MIT представляет небольшую угрозу для человечества. Если эта технология сочетается с дизайном гепарда в Массачусетском технологическом институте и работает на суперкомпьютере IMB Watson для создания своего рода робота-кентавра, возможно, пришло время беспокоиться.
Документ с подробным описанием исследования будет представлен на конференции IEEE по интеллектуальным роботам и системы в следующем месяце.
На видео ниже показан робот MIT на работе.