Robôs em marcha para andar como humanos

Resumo: Quando algoritmos padrão para robôs com autobalanceamento são substituídos por algoritmos baseados na teoria de controle perceptual, os robôs são mais capazes de se equilibrar.

Fonte: Universidade de Manchester

Uma teoria psicológica poderia impulsionar melhorias na forma como os robôs são capazes de andar, graças a um estudo da Universidade de Manchester.

O estudo – uma colaboração única entre um psicólogo clínico, engenheiros de robótica e um empresário de robótica é publicado no Journal of Intelligent and Robotic Systems hoje.

Ele analisou o que acontece quando algoritmos padrão que conduzem um robô com autobalanceamento – feito de Lego simples – foram substituídos por aqueles baseados na ‘teoria de controle perceptual’.

A teoria foi codificada no pequeno andróide, permitindo-lhe controlar o que sentia para que se movesse com mais eficácia, assim como os humanos e outros animais podem.

Embora o robô se mova sobre duas rodas, é um ‘pêndulo invertido’, que requer um equilíbrio ágil de maneira semelhante à forma como nossos corpos são mantidos em pé quando andamos.

Portanto, quanto melhor o robô conseguir se equilibrar, melhor preparado estará para andar como um ser humano.

No estudo, o robô mais realista se equilibrou com mais precisão, rapidez e eficiência do que seus rivais, avaliando seu ambiente pelo menos 100 vezes por segundo.

Ele também se mudou para um novo local, mesmo quando perturbado por empurrões laterais, de forma mais eficaz do que seus concorrentes.

Quando o algoritmo foi programado no robô, ele parecia muito menos estável e balançava excessivamente.

Embora a teoria do controle perceptual tenha sido amplamente usada em terapias psicológicas, educação e intervenções parentais, esta é a primeira vez que seu uso em robôs foi comparado em um teste “frente a frente”.

O novo estudo comparou o mesmo robô de pêndulo invertido programado e ajustado com três controladores de software diferentes.

Dois deles, controle proporcional e LQR, são amplamente usados ​​por engenheiros para construir os robôs mais recentes.

A terceira, a teoria do controle perceptual, foi originalmente derivada da engenharia, mas assume a “perspectiva do insider”, especificando as “entradas desejadas” ou “necessidades” do robô.

Isso mostra o robô
O robô de auto-equilíbrio usado para demonstrar como a ‘Teoria do Controle Perceptivo’ pode ajudar os robôs a andar de uma maneira mais humana. A imagem é creditada à Universidade de Manchester.

O Dr. Warren Mansell, leitor de Psicologia Clínica da Universidade de Manchester, disse: “Embora este seja um trabalho inicial, é tentador ver como uma teoria científica usada para ajudar pessoas com problemas de saúde mental pode realmente ajudar os engenheiros a melhorar seus projetos de dispositivos com inteligência artificial dispositivos.

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“Os robôs ainda não se igualaram às habilidades daqueles em sucessos de ficção científica como Star Wars e Blade Runner e nenhum deles dominou o andar sobre os dois pés.

“Mas o uso da teoria pode realmente permitir a transformação de robôs em máquinas mais realistas.”

O Dr. Simon Watson, professor sênior de sistemas robóticos da Universidade de Manchester, disse: “A natureza desenvolveu as máquinas mais complexas que conhecemos, portanto, ser capaz de implementar algoritmos inspirados por eles é um passo importante em nossa própria capacidade de desenvolvimento criativo.

Thomas Johnson, o aluno de doutorado que construiu e testou o robô, disse: “Este trabalho demonstrou o sucesso do controle de robôs com a teoria de controle perceptual. Este artigo é uma demonstração de como os engenheiros em robótica podem encontrar inspiração no mundo vivo. ”

O tecnólogo de computação Dr. Rupert Young disse: “Esta pesquisa é uma olhada em uma nova maneira radical de entender como construir sistemas robóticos, que são dinâmicos e adaptáveis, apesar da natureza caótica e imprevisível do mundo real. Baseado em uma abordagem elegante e natural, este paradigma traz a promessa de desenvolver robôs autônomos muito mais sofisticados ”

Sobre este artigo de pesquisa em neurociência

Fonte:
Universidade de Manchester
Contatos de mídia:
Mhttps: //www.manchester.ac.uk/ – Universidade de Manchester
Fonte da imagem:
A imagem é creditada à University of Manchester.

Pesquisa original: O estudo aparecerá em Journal of Intelligent and Robotic Systems.

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