Une encyclopédie en évolution de la robotique caractérise les robots en fonction de leurs performances

Au cours des dernières décennies, les robotiques ont introduit un large éventail de systèmes avec des structures corporelles distinctes et des capacités variables. À mesure que le nombre de robots développés augmente en permanence, être capable de se renseigner facilement sur ces nombreux systèmes, leurs caractéristiques, leurs différences et leurs performances uniques sur des tâches spécifiques pourraient s’avérer très précieuses.

Des chercheurs de l’Université technique de Munich (TUM) ont récemment créé «l’arbre des robots», une nouvelle encyclopédie qui pourrait rendre l’apprentissage sur les systèmes robotiques existants et les comparer beaucoup plus facilement. Leur encyclopédie robot, introduite dans un article publié dans Intelligence de la machine de la naturecatégorise les robots en fonction de leur forme physique de performance sur diverses tâches.

« L’aspiration pour des robots intelligents qui peuvent comprendre leur environnement comme nous les humains et exécuter les tâches indépendamment, a existé depuis des lustres », a déclaré à Tech Xplore Robin Jeanne Kirschner, premier auteur du journal.

« Le développement actif de robots tactiles – Robots capables de comprendre leur environnement grâce à la sensation de toucher – Began il y a environ 20 ans. Ce voyage a commencé avec la création de systèmes légers équipés de capteurs de couple dans chaque articulation. Depuis lors, nous avons assisté à une technologie améliorée, à de meilleurs contrôleurs et à de nouveaux schémas de réaction, qui ont permis le développement de systèmes de manière approfondie et de tass de perception et de percevoir l’environnement. »

La plupart des normes et des approches pour classer les robots introduits à ce jour ne tiennent pas compte de la capacité des systèmes à s’adapter à leur environnement et à interagir avec succès avec les objets à proximité en les touchant. Cette capacité cruciale influence à la fois la sécurité des robots et leurs performances sur des tâches spécifiques, couvrant diverses applications réelles.

« L’objectif de la classification du système reste séparé sur la base, par exemple, les propriétés mécaniques individuelles, les nouvelles caractéristiques du contrôleur et les certifications restent basées uniquement sur la structure mécanique des systèmes de détection au lieu de leurs performances réelles », a déclaré Kirschner. « Cette approche étroite néglige souvent l’interaction des composants et l’objectif principal d’un appareil robotique: aider à exécuter des tâches, ce qui exige des capacités spécifiques. »

Pour surmonter les limites des méthodes de classification des robots existantes, Kirschner et ses collègues ont commencé à tester divers systèmes existants, en se concentrant sur les fonctionnalités qui influencent leur sécurité, comme leur capacité à détecter le contact avec d’autres objets. Parallèlement, ils ont également effectué une analyse approfondie des tâches robotiques, dérivant de multiples mesures qui indiquent les capacités des robots au-delà de la sécurité, par exemple, un impact sur leur capacité à exécuter avec succès des tâches tactiles et à interagir confortablement avec les humains.

« En testant plusieurs manipulateurs de robots, nous avons ensuite pu dériver toutes ces mesures et montrer que l’aptitude à la tactilité de ces systèmes varie considérablement, appelant à une classification appropriée et à l’encyclopédie – l’arbre des robots », a déclaré Kirschner.

« En conséquence, nous avons établi le centre de performance et de sécurité des robots AI – un laboratoire dédié équipé de dispositifs de mesure avancés pour évaluer les performances du robot. Avec ces ressources, nous visons à développer davantage l’arbre du robot », une encyclopédie essentielle pour le domaine de la robotique. « 

L’encyclopédie Tree of Robots est censée être mise à jour en continu au fil du temps, servant finalement de plate-forme de type Wikipedia qui contient des informations sur les robots et leurs capacités. Il comprend un large pool d’informations allant des structures corporelles fondamentales des robots aux moteurs et / ou aux capteurs sur lesquels ils comptent et à leurs capacités qui en résultent, en particulier la sensibilité et la fiabilité de leurs interactions physiques (c’est-à-dire la forme physique de la tactilité) et la précision de leurs mouvements (c’est-à-dire la remise en forme de mouvement).

« Alors que nous avons commencé à analyser et à classer les manipulateurs stationnaires existants à l’aide de mesures de fitness, nous avons définie spécifiquement sur la base des applications industrielles, l’encyclopédie doit se développer pour englober d’autres systèmes robotiques pour les tâches de service, telles que les humanoïdes ou les robots mobiles », a expliqué Kirschner. « Son objectif est de guider efficacement le développement du matériel et des logiciels en robotique. »

Contrairement à de nombreuses approches de catégorisation des robots conçue précédemment, l’arbre des robots encyclopédie décrit clairement les capacités spécialisées de différents robots. De plus, il regroupe les robots en trois groupes principaux en fonction de leur forme physique de tactilité, ce qui indique la mesure dans laquelle ils conviennent pour accomplir des tâches spécifiques.

« Cette idée fondamentale devrait être intégrée à la conception des applications, aux efforts de normalisation et au développement de la robotique future », a déclaré Kirschner. « En alignant les composants matériels et logiciels pour obtenir des performances optimales pour un processus donné – plutôt que de concevoir des processus pour s’adapter aux contraintes du système – nous pouvons faire progresser la robotique à de nouveaux niveaux d’efficacité et d’efficacité. »

La nouvelle encyclopédie développée par Kirschner et ses collègues pourraient éclairer les recherches futures, par exemple, en aidant d’autres informaticiens et robotistes à identifier les meilleurs systèmes pour tester leurs algorithmes. Pendant ce temps, les chercheurs prévoient de continuer à ajouter des informations à l’arbre des robots, y compris d’autres systèmes robotiques et d’autres mesures pertinentes.

« Nous élargissons maintenant notre travail dans plusieurs directions », a ajouté Kirschner. « Je me concentre sur la liaison de ces résultats critiques pour assurer la sécurité humaine dans les collaborations, en mettant l’accent sur les capacités tactiles d’un robot. L’objectif est de réaliser des applications certifiables avec des systèmes robotiques tactiles. Parallèlement à d’autres équipes, nous explorons également comment étendre l’arbre des robots dans d’autres domaines, tels que des systèmes conçus pour les tass de services et de soins et y compris les systèmes humains. »