Een zich ontwikkelende robotica-encyclopedie karakteriseert robots op basis van hun prestaties

16 maart 2025 functie

Dit artikel is beoordeeld volgens het redactionele proces en de beleidsregels van Science X. Redacteuren hebben de volgende kenmerken benadrukt terwijl ze de geloofwaardigheid van de inhoud waarborgden:

gefactcheckt

peer-reviewed publicatie

betrouwbare bron

gecorrigeerd

door Ingrid Fadelli, Tech Xplore

In de afgelopen decennia hebben robotici een breed scala aan systemen geïntroduceerd met verschillende lichaamsstructuren en verschillende capaciteiten. Naarmate het aantal ontwikkelde robots blijft groeien, zou het zeer waardevol kunnen zijn om gemakkelijk informatie te kunnen leren over deze vele systemen, hun unieke kenmerken, verschillen en prestaties op specifieke taken.

Onderzoekers van de Technische Universiteit van München hebben onlangs de 'Boom van Robots' gecreëerd, een nieuwe encyclopedie die het leren over bestaande robotische systemen en het vergelijken ervan aanzienlijk gemakkelijker zou kunnen maken. Hun robotenciclopedie, geïntroduceerd in een paper gepubliceerd in Nature Machine Intelligence, categoriseert robots op basis van hun prestatiegeschiktheid voor verschillende taken.

'De aspiratie voor intelligente robots die hun omgeving kunnen begrijpen zoals wij mensen dat doen, en taken zelfstandig kunnen uitvoeren, bestaat al eeuwen,' aldus Robin Jeanne Kirschner, eerste auteur van het paper, tegen Tech Xplore.

'Het actieve ontwikkelen van tactiele robots—robots die hun omgeving kunnen begrijpen door het gevoel van aanraking—begon ongeveer 20 jaar geleden. Deze reis begon met de creatie van lichtgewicht systemen uitgerust met koppel sensoren in elk gewricht. Sindsdien hebben we verbeterde technologie gezien, betere controllers en nieuwe reactieschema's, die hebben geleid tot de ontwikkeling van systemen die bekwaam zijn in het uitvoeren van taken en het waarnemen van de omgeving door de tastzin.'

De meeste normen en benaderingen voor het classificeren van robots die tot nu toe zijn geïntroduceerd, houden geen rekening met het vermogen van systemen om zich aan hun omgeving aan te passen en succesvol te interageren met nabijgelegen objecten door ze aan te raken. Deze cruciale capaciteit heeft invloed op zowel de veiligheid van robots als hun prestaties op specifieke taken, die verschillende toepassingen in de echte wereld bestrijken.

'De focus van systeemclassificatie blijft gescheiden op basis van, bijvoorbeeld, individuele mechanische eigenschappen, nieuwe controllerfuncties en certificeringen worden nog steeds alleen gebaseerd op de mechanische structuur van sensorische systemen in plaats van hun daadwerkelijke prestaties,' aldus Kirschner. 'Deze nauwe benadering ziet vaak het samenspel van componenten over het hoofd en het kerndoel van een robotisch apparaat: om te helpen bij het uitvoeren van taken, wat specifieke capaciteiten vereist.'

Om de beperkingen van bestaande methoden voor robotclassificatie te overwinnen, begonnen Kirschner en haar collega's verschillende bestaande systemen te testen, met de nadruk op functies die hun veiligheid beïnvloeden, zoals hun vermogen om contact met andere objecten te detecteren. Tegelijkertijd voerden ze ook een diepgaande analyse uit van robotica taken, waarbij ze meerdere metingen afleidden die de capaciteiten van robots aangeven, die verder gaan dan veiligheid, bijvoorbeeld, die hun vermogen beïnvloeden om tactiele taken succesvol uit te voeren en comfortabel te interageren met mensen.

'Door meerdere robotmanipulatoren te testen, waren we toen in staat om al deze metingen af te leiden en te laten zien dat het tastbaarheidsniveau van deze systemen aanzienlijk varieert, wat vraagt om een juiste classificatie en encyclopedie—de Boom van Robots,' aldus Kirschner.

'Als gevolg hiervan hebben we het AI Robot Performance and Safety Center opgericht—een toegewijd laboratorium uitgerust met geavanceerde meetapparatuur om robotprestaties te evalueren. Met deze middelen streven we ernaar om de 'Boom van Robots' verder te ontwikkelen, een essentiële encyclopedie voor het vakgebied van robotica.'

De encyclopedie van de Boom van Robots moet in de loop der tijd continu worden bijgewerkt, en uiteindelijk dienen als een Wikipedia-achtig platform dat informatie bevat over robots en hun capaciteiten. Het omvat een breed scala aan informatie, variërend van de fundamentele lichaamsstructuren van de robots tot de motoren en/of sensoren waar ze op vertrouwen en hun resulterende capaciteiten, met name de gevoeligheid en betrouwbaarheid van hun fysieke interacties (d.w.z. tastbaarheid) en de precisie van hun bewegingen (d.w.z. bewegingsgeschiktheid).

'Hoewel we begonnen zijn met het analyseren en classificeren van bestaande stationaire manipulatoren met behulp van fitnessmetrieken die we specifiek hebben gedefinieerd op basis van industriële toepassingen, moet de encyclopedie groeien om andere robotische systemen voor service taken op te nemen, zoals mensachtigen of mobiele robots,' legde Kirschner uit. 'Het doel is om zowel de hardware- als de software-ontwikkeling in robotica efficiënt te begeleiden.'

In tegenstelling tot vele eerder bedachte robot-categorisatiebenaderingen, legt de Encyclopedie van Robots duidelijk de gespecialiseerde mogelijkheden van verschillende robots uit. Daarnaast groepeert het robots in drie hoofdgroepen op basis van hun tastzin fitheid, wat aangeeft in hoeverre ze geschikt zijn voor het voltooien van specifieke taken.

'Dit fundamentele inzicht zou geïntegreerd moeten worden in applicatieontwerp, standaardisatie-inspanningen en toekomstige robotica-ontwikkeling,' zei Kirschner. 'Door hardware- en softwarecomponenten in lijn te brengen om optimale prestaties voor een bepaald proces te bereiken - in plaats van processen te ontwerpen om bij de systeembeperkingen te passen - kunnen we robotica naar nieuwe niveaus van efficiëntie en effectiviteit brengen.'

De nieuwe encyclopedie ontwikkeld door Kirschner en haar collega's kan toekomstig onderzoek informeren, bijvoorbeeld door andere computerwetenschappers en robotica-ingenieurs te helpen bij het identificeren van de beste systemen om hun algoritmen te testen. Ondertussen zijn de onderzoekers van plan om voortdurend informatie toe te voegen aan de Encyclopedie van Robots, waaronder andere robotische systemen en andere relevante metingen.

'We breiden ons werk nu uit in verschillende richtingen,' voegde Kirschner toe. 'Mijn focus ligt op het verbinden van deze belangrijke bevindingen om de menselijke veiligheid in samenwerkingen te waarborgen, met nadruk op de tastzin-capaciteiten van een robot. Het doel is om aantoonbaar veilige toepassingen te realiseren met tastbare robotische systemen. Samen met andere teams onderzoeken we ook hoe we de encyclopedie van robots kunnen uitbreiden naar andere gebieden, zoals systemen die zijn ontworpen voor service- en zorgtaken en het omvatten van bijvoorbeeld humanoïde systemen.'

Meer informatie: Robin Jeanne Kirschner et al, Robots categoriseren op prestatie-fitness in de boom van robots, Nature Machine Intelligence (2025). DOI: 10.1038/s42256-025-00995-y.

© 2025 Science X Network