211service.com
Dodiet ceļu robotiem
Vides maiņa mazos un vienkāršos veidos palīdzēs robotiem efektīvāk (un drošāk) sadarboties ar cilvēkiem.
2021. gada 23. februāris
Džeks Snelings
AI, kas samazina autoavāriju skaitu un samazina sastrēgumus uz ceļiem. Personīgās palielināšanas sistēmas, kas palīdz cilvēkiem attīstīties līdz ar vecumu. Robotizēti uzraugi, kas padara neatliekamās palīdzības telpas drošākas un efektīvākas. Savā jaunajā grāmatā Ko sagaidīt, kad gaidāt robotus , Laura Major, SM '05, un Julie Shah '04, SM '06, PhD '11, paredz šādus Džetsonam līdzīgus ieguvumus no cilvēka un robota sadarbības.
Šķiet, ka cilvēki ir nobažījušies par to, vai roboti kādu dienu padarīs mūs novecojušus — vai viņi kļūs gudrāki, ātrāki, labāki par saviem cilvēkiem radītājiem. Taču realitāte ir tāda, ka roboti un cilvēki, iespējams, vienmēr būs labi dažādās lietās, viņi raksta. Iespējams, ka dažas no mūsu spītīgākajām sabiedrības problēmām varētu labāk risināt ar mūsu iecerēto sadarbību.
Majors un Shah ir lieliski piemēroti cilvēka un robota sadarbības nākotnes izpētei: Majors ir Motional, Hyundai un Aptiv autonomas braukšanas kopuzņēmuma CTO, un Šahs, aero-astro asociētais profesors, koncentrējas uz rūpniecisko cilvēku un robotu. sadarbība kā MIT Interaktīvās robotikas laboratorijas direktors. Šajā viņu grāmatas fragmentā ir aplūkots, kā mēs varam nelielos veidos pielāgot vidi, lai pārvērstu robotus par efektīviem līdzstrādniekiem.
Laura Majora, SM '05
Džūlija Šaha, '04, SM '06, PhD '11
DENISS KVANS
Piektdien ir dienas beigas, un jūs nepaspējāt uz tirdzniecības centru, lai paņemtu dāvanas sava bērna dzimšanas dienas ballītei šajā nedēļas nogalē. Tātad jūs piesakāties Amazon, lai redzētu, kas ir pieejams piegādei nākamajā dienā. Papildus priekšrocībām jūs atradīsiet spuldzes, ar kurām nomainīt galda lampas izdegušo spuldzi, un atrodat jaunu grāmatu, kuru nolemjat izvēlēties. Jūs noklikšķināt uz Novietot manu pasūtījumu, un pēc īsa brīža Amazon izpildes noliktavās esošie roboti svilps prom, lai pārliecinātos, ka tas jums tiek piegādāts laikā.
Noliktava ir pilna ar maziem, plakaniem robotiem, kas atrodas zem plauktiem, kas ir pilni ar visu, sākot no blenderiem līdz vilnas mēteļiem un beidzot ar galda zāģiem. Kad jūsu pasūtījums ir iestādīts rindā, roboti, kas atrodas pie plauktiem ar jūsu produktiem, tiek informēti. Viņi paslīd zem nepieciešamajiem plauktiem, paceļ tos un rāvējslēdzēja cauri noliktavai, apstājoties un iedarbinot, pārvietojoties pa kreisi un pa labi, dejojot apkārt visiem pārējiem robotiem, kas arī pārvietojas pa noliktavu. Tas ir patiesi skaists skats.
Tomēr jūs varētu būt pārsteigts, uzzinot, ka šie roboti lielākoties ir akli. Aprīkoti tikai ar dažiem sensoriem, viņi orientējas savā pasaulē, skatoties tieši uz papīra, ko strādnieki pielīmējuši uz grīdas. Noliktava ir viens liels režģis ar unikālu papīra rakstu, kas pielīmēts pie katra režģa kvadrāta grīdas. Roboti vienkārši izseko papīra rakstu secību, ko tie nodod, lai apstiprinātu savu atrašanās vietu. Kad vienu no papīra gabaliem saplēš robotu riteņi, cilvēks aptur robotus, lai ieietu telpā un no jauna pielīmētu papīru zemē. Amazon ir 175 izpildes centri visā pasaulē, un pašlaik šie roboti darbojas 26 no tiem, strādājot ar cilvēkiem, lai izpildītu jūsu pasūtījumus.
Tas var izklausīties pēc viltīga risinājuma, ko ir izstrādājis jaunizveidots uzņēmums, lai izraidītu robotus no durvīm. Taču Amazon, viens no veiksmīgākajiem uzņēmumiem uz Zemes, joprojām izvēlas pielīmēt papīru pie grīdas. Kāpēc? Roboti ar mazāku sensoru skaitu ir lētāki un mazāk ticami, ka tie neizdosies. Roboti ir daudz uzticamāki, ja ieprogrammējat tos sekot papīriem uz zemes, nekā mēģināt likt tiem novērot apkārtējo pasauli, atklāt šķēršļus, plānot ceļu ap šķēršļiem un pēc tam turpināt meklēt galamērķi. . Dažreiz labākais ir vienkāršs.
Mūsu sabiedrības pašlaik nav izveidotas tā, lai apmierinātu neatkarīgu robotu vajadzības, un nav skaidrs, vai mēs varam vienkārši izveidot robotus, kuriem ir nepieciešams tikai tas, ko šobrīd piedāvā mūsu infrastruktūra.
Lai gan tādas lietas kā luksofori, ātruma ierobežojuma zīmes, oranži konusi, starpvalstu uzbrauktuves un gājēju pārejas palīdz cilvēkiem droši un efektīvi koordinēt vadītāja un gājēju darbības, robotiem būs nepieciešama vēl lielāka struktūra un atbalsts no vides. Viņu sensorās sistēmas uztver daudz datu par apkārtējo pasauli, taču tās nav tik labi, kā mēs no tā iegūstam nozīmi.
Labā ziņa ir tā, ka mēs varam mainīt savu vidi nelielos un vienkāršos veidos, kas padarīs pasauli daudz vieglāku robotiem un drošāku mums. Aviācija piedāvā labu piemēru.
Mācīšanās no draudzīgajām debesīm
Vidējais lidmašīnas pasažieris, iespējams, neapzinās, ka lidmašīnas lido pa joslām, sekojot virtuālai rīvmaizei, kas izveidota ap fiksētu zemes bāku tīklu, kas radikāli mainīja aviācijas drošību. Šie navigācijas palīglīdzekļi palīdz pilotam un gaisa satiksmes dispečeriem izsekot lidmašīnas atrašanās vietai un ir izmantoti jau ilgi pirms GPS pastāvēšanas. Gaisa telpa ir arī sadalīta dažādos lidojuma līmeņos un trasēs, kas darbojas kā joslas uz šosejas, izņemot to, ka šīs joslas ir ļoti platas (un garas), lai pielāgotos lielajam gaisa kuģa ātrumam, iespējamām kļūdām atrašanās vietas aplēsēs un citiem faktoriem, piemēram, pamošanās virpuļi, ko rada katra plakne. Mūsdienās vertikālās joslas ir atdalītas viena no otras par 1000 pēdām. Šīs joslas debesīs samazina iespēju, ka gaisa kuģi negaidīti šķērsos viens otra ceļus un saduras. Tie arī vienkāršo gaisa satiksmes pārvaldības procedūras. Piemēram, ja divi gaisa kuģi atrodas sadursmes kursā, nevis mēģina precīzi aprēķināt, kad katrs no tiem ieradīsies sadursmes punktā, vai ieteiktu kādam no pilotiem veikt nelielu manevru, lai novērstu sadursmi, gaisa satiksmes dispečeri parasti lūdz vienu uzkāpt 1000 pēdu augstumā — un tad tiek garantēts, ka abas lidmašīnas netuvosies viena otrai, jo tās atrodas atsevišķās joslās.
Šādai gaisa telpas strukturēšanai ir bijusi milzīga ietekme uz gaisa transporta efektivitāti un drošību, jo tā piedāvā skaidrus noteikumus, kas regulē katras lidmašīnas uzvedību debesīs.
Papildus tam, kā gaisa telpa tiek droši koplietota, aviācijas navigācijas vēsture piedāvā arī citas mācības, kā iemācīties efektīvi strādāt ar robotiem. Kopš aviācijas pirmajām dienām lidmašīnas bija rūpīgi jākoordinē. Sākumā mēs naktīs vienkārši izmantojām ugunskurus skrejceļu galos, un piloti meklēja degošu gaismu, lai atrastu, kur nolaisties. Pēc tam tika uzstādītas bākas, un lidmašīnas varēja izmantot radionavigāciju, lai atrastu skrejceļu pat mākoņainā dienā. Raidītāji pārraida modulētu signālu, kas tiek uztverts lidmašīnā. Raidītāja pozīcija tiek aprēķināta, izmantojot lidojuma laiku starp saņemtajiem signāliem, un šie dati tiek izmantoti, lai noteiktu gaisa kuģa atrašanās vietu. Sākotnēji tas tika aprēķināts ar roku; tagad tas ir automatizēts un ārkārtīgi izturīgs. Otrais pasaules karš mums radīja radaru novērošanu, ļaujot gaisa satiksmes dispečeriem izsekot lidmašīnas, nepaļaujoties uz raidītājiem, īpaši pārslogotā gaisa telpā, piemēram, lidostu apkārtnē.
Taču īstā revolūcija gaisa satiksmē notika 1956. gadā pēc divu lidmašīnu sadursmes virs Lielā kanjona. Lidmašīnas darbojās nekontrolētā gaisa telpā, kur tiek sagaidīts, ka piloti bez ārējas palīdzības redzēs citus lidaparātus un izvairīsies no tiem. Abi piloti manevrē ap izkaisītiem gubu mākoņiem, lai labāk redzētu kanjonu, un abi iekļuva vienā mākonī, padarot neiespējamu vienam otru redzēt. Visi 128 pasažieri gāja bojā.
Šī gaisa sadursme, kas notika komerciālās aviācijas pieauguma laikā, radīja paniku. Aviācijas noteikumiem tajā laikā nebija laba veida, kā aizsargāt lidmašīnas pret šādiem konfliktiem. Risinājums bija gaisa telpas pārvaldības centralizācija. ASV Kongress piešķīra 250 miljonus USD, lai modernizētu valsts elpceļu sistēmu, un izveidoja Federālo aviācijas pārvaldi (FAA), piešķirot tai plašas pilnvaras cīnīties ar aviācijas apdraudējumiem. FAA noteica lielu atdalīšanu starp lidmašīnām un plānotajiem lielajiem gaisa ceļiem, lai savienotu lielākās austrumu un rietumu krasta pilsētas, atdalot gaisa telpu ar atsevišķiem noteikumiem, lai atvieglotu smagus starpvalstu ceļojumus.
Vai kādreiz mums būs vajadzīga šāda centrālā aģentūra, lai izveidotu noteikumus, izstrādātu ārējo navigācijas atbalstu un regulētu citus robotu darbības un kontroles aspektus? iespējams. Taču galvenā nozīme būs vismaz nozares sadarbībai, lai apspriestu kopīgos resursus, ko šie roboti izmantos — mūsu ceļi, ietves, gaiteņi un ejas.
Strādājiet droši, blakus
Jau dažus gadus rūpnīcas mācās strādāt ar robotiem. Mūsdienās automobiļu rūpnīcas ir pilnas ar lielām, ātri kustīgām robotu rokām, kas darbojas tikai stingri kontrolētās vidēs, ko ierobežo būri. Detaļas, ar kurām roboti apstrādā, ir jānovieto precīzi — ja tās ir nevietā pat par dažiem milimetriem, visa darbība tiek apturēta. Un roboti nevar sajust tuvumā esošos cilvēkus. Ja kāds iekļūtu viņu telpā, tas būtu nozīmīgs drošības apdraudējums.
Tomēr patiesība ir tāda, ka salīdzinoši maz darba lielākajā daļā rūpnīcu, pat automobiļu rūpnīcās, var tik rūpīgi strukturēt robotiem. Automašīnas virsbūvi gandrīz pilnībā var uzbūvēt roboti, bet pārējo darbu — vadu, sēdekļu un paneļa elementu uzstādīšanu — joprojām gandrīz pilnībā veic cilvēki. Šo darbu pārskatāmā nākotnē nevar un nedarīs tikai roboti, jo tas prasa prasmes, kuru robotiem vēl nav. Taču ražošanas inženieri saprot, ka robotu jau paveikto darbu, piemēram, montāžu, metināšanu un iepakošanu, var paveikt labāk un ātrāk, ja roboti tiek atbrīvoti no būriem, lai strādātu kopā ar cilvēkiem. Tā vietā, lai mēģinātu atveidot darbinieka uzdevumus, roboti var aktīvi palīdzēt cilvēkam, piemēram, nododot pareizo daļu tieši īstajā laikā, un tādējādi krasi uzlabot līnijas produktivitāti. Faktiski mūsu un citi pētījumi liecina, ka, cieši sadarbojoties cilvēkiem un robotiem, uzdevumus var paveikt daudz efektīvāk — līdz pat 85% ātrāk — nekā tad, ja cilvēki veic montāžas darbus bez robota palīdzības.
Vai kādreiz mums būs vajadzīga tāda centrālā aģentūra kā FAA, lai izveidotu noteikumus, izstrādātu ārējo navigācijas atbalstu un regulētu citus robotu darbības un kontroles aspektus? iespējams.
Tāpēc uzņēmumi risina uzdevumu pārvaldīt šīs sarežģītās iekārtas tā, lai tās būtu drošas apkārtējiem cilvēkiem. Robots, kas nepieciešams, lai uzraudzītu cilvēku progresu un paredzētu, kas tiem nepieciešams, ir tālu no aklā rūpnieciskā robota būrī vai pat no Amazon noliktavās esošajiem robotiem, kas pārvietojas, izmantojot papīra marķierus. Mūsdienu rūpnīcām ir vajadzīgas tehnoloģijas, kas ļauj intīmāk dejot cilvēkiem un mašīnām, līdzīgi kā mūsdienu sarežģītajā lidmašīnu horeogrāfijā, kas šķērso debesis. Un, lai šī tehnoloģija darbotos, mums ir vajadzīgas drošas metodes, lai nodrošinātu, ka roboti nevar kaitēt saviem kolēģiem.
Nesen zinātnieki ir radījuši jaunus, dinamiskus veidus, kā iezīmēt personisko telpu cilvēkiem un robotiem, un tas nodrošina ciešu fizisku sadarbību ražošanā, neapdraudot darbiniekus. Statiskās robotu un cilvēku telpas robežu vietā industriālā vide ir aprīkota ar jauniem sensoriem, kas efektīvi darbojas kā virtuālie žogi.
Ja cilvēks pietuvojas robotam un šķērso virtuālo žogu, robots nekavējoties pārtrauc kustību. Progresīvākās vidēs sensori tiek izmantoti, lai izveidotu dinamiskas drošības zonas, kurās tiek aktīvi uzraudzīts attālums starp cilvēku un robotu. Kad cilvēks tuvojas robotam, robots palēninās, dodot personai laiku reaģēt, pirms robots pilnībā apstājas.
Tāpat kā gaisa kuģiem ir atšķirīgi noteikumi par atdalīšanu gaisā, rūpnieciskajiem robotiem ir jāatbilst tā sauktajiem ātruma un atdalīšanas uzraudzības standartiem, ievērojot noteiktu attālumu no cilvēkiem, pamatojoties uz viņu ātrumu. Jo ātrāk robots pārvietojas, jo tālāk tam jāpaliek no cilvēkiem, un, cilvēkam tuvojoties robotam, tam ir jāpalēninās un jāapstājas. Viena no pirmajām šāda veida sistēmām tika izvietota BMW rūpnīcā Minhenē 2017. gadā. Cilvēks strādāja zem spēcīga oranža rūpniecības robota, kas ir divas līdz trīs reizes lielāks par viņu, droši vienojoties par kopīgu rūpnīcas platību, lai būvētu automašīnas.
Šie vienkāršie slēdži, sākot no fiziskiem būriem uz virtuāliem žogiem un no drošas telpas statiskas norobežošanas līdz dinamiskai drošo zonu pielāgošanai, atvieglo cilvēkiem un robotiem sadarbību ražošanas uzdevumu veikšanā, paveicot tos efektīvāk vai augstākus standartus nekā cilvēki vai roboti. robots varētu sasniegt, strādājot viens.
Ceļu satiksmes noteikumiem darbam ar robotiem nav jābūt statiskiem. Viņi laika gaitā var pielāgoties, jo roboti kļūst spējīgāki un mēs pie tiem pierodam. Robotiem attīstoties, mēs varam tos atbrīvot no fiksētajām joslām. Izmantojot dinamiskākas sarunas par kopīgiem resursiem, mēs varam veikt dažus lielus lēcienus, lai integrētu robotus cilvēku vidē.
Pielāgots no Ko sagaidīt, kad jūs gaidāt robotus: cilvēka un robota sadarbības nākotne, Laura Majora un Džūlija Šaha. Autortiesības 2020. Pieejams no Pamata grāmatas , Hachette Book Group nospiedums.