Блог Олега Сарычева

Учат роботов реагировать на боль

Блог Олега Сарычева

Дата: 29.10. 2016

Одно из полезных свойств роботов то, что они не чувствуют боли. Из-за этого у людей нет проблем, когда они отправляют роботов работать в опасной окружающей среде, или заставляют их выполнять задачи, которые могут быть фатальными для человека. И все же, немецкие робототехники считают, что, в некоторых случаях, роботы должны иметь способность чувствовать боль и реагировать на неё. Проект был представлен на Международной конференции IEEE по вопросам Робототехники и Автоматизации (ICRA) в Стокгольме, Швеция.

Исследователи, из университета Лейбница в Ганновере, разрабатывают «искусственную нервную систему» для робота, чтобы робот мог «чувствовать боль» и быстро среагировать на неё, чтобы избежать потенциального ущерба для своих двигателей, механизмов и электроники. Вот что рассказал один из разработчиков проекта: «Почему было бы здорово научить роботов чувствовать и реагировать на боль? По той же самой причине, почему это нужно для людей. Боль – это защитная реакция. Когда мы инстинктивно быстро «уклоняемся» от источника боли, это помогает нам уберечься от серьёзных травм, и ожогов. Люди, у которых нет способности чувствовать боль, травмируются намного чаще, потому что их части тела инстинктивно не реагируют на источники боли».

Разработчики утверждают, что, защищая роботов от повреждений, их система также будет защищать от повреждений и людей. Поскольку всё большее количество роботов будет работать в непосредственной близости от людей, не обнаруженные вовремя сбои в работе робототехнического оборудования могут привести к несчастным случаям. Если биологические механизмы людей, которые ощущают и реагируют на боль настолько эффективные, почему бы не изобрести «биовдохновлённый» контроллер, который будет подражать работе системы обнаружения и реакции на боль человека? Такой контроллер рефлекторно реагировал бы на боль, чтобы защитить робота от потенциально разрушительных взаимодействий.

Идея «рефлекторного контроллера» для роботов не нова. Она уже развивались пять лет назад, чтобы помочь манипулятору робота избежать столкновений с людьми:

Как видно на видеоролике, контроллер этого робота настроен на то, чтобы предотвратить столкновение своего манипулятора с рукой человека. Но контроллер нисколько не заботится о безопасности своего манипулятора. Безопасность манипулятора, как бы является «побочным эффектом». А искусственная «нервная система» робота, разработанная для того, чтобы чувствовать боль и реагировать на неё, должна абсолютно отличается, и должна быть основана на том, как люди чувствуют боль (возникающая в результате контакта с источником боли).

Робот должен быть в состоянии обнаруживать и классифицировать непредвиденные физические воздействия на себя, оценивать их потенциальный вред, и принять соответствующие контрмеры, т.е., должным образом среагировать. Разработчики сосредоточились на формализации ощущения роботом «боли», на основе понимания восприятия боли человеком как ответ на осязательные ощущения.

Следующее видео показывает прототип контроллера, считывающего информация с датчика (который «ощущает» давление и температуру), закреплённого на кончике «пальца».

Осязательная система робота использует «нервную модель кожи» которая «вдохновлена» структурой человеческой кожи. Она определяет, сколько «боли» должно соответствовать прилагаемой силе. Точно так же, как чувствительные человеческие нейроны датчик передает информацию о «боли» повторяющимися импульсами. Если приложенная сила превышает определенный порог, после обработки информации контроллер классифицирует «боль» как умеренную, или «неистерпимую». В случае «слабой» боли (которая, однако, может помешать роботу выполнять задачу, робот «чувствует себя» неудобно. Он плавно отодвигает манипулятор, пока контакт с источником боли не прекратится. И затем возвращает манипулятор в предыдущее положение. При «умеренной» боли, робот отдёргивает манипулятор быстрее и дальше, пока событие контакта не будет закончено. При «сильной» боли, контроллер включает систему дополнительного демпферирования (поглощения) энергии удара.

С точки зрения «биовдохновения» и с точки зрения управления, эта работа – первый шаг к робоконтроллеру, основанному на ощущении «боли» и реакции на неё. Мешать роботам причинить людям боль является, конечно, высшим приоритетом. Но даже известный американский писатель-фантаст и знаток в области робототехники Айзек Азимов согласился бы, что мешать роботам причинить себе боль также очень важно, если мы хотим, чтобы роботы были вокруг нас.

Добавить в блокнот
(Голосов: 0, Рейтинг: 0)




Добавить комментарий:

Комментарии: