211service.com
Padarykite vietą robotams
Keičiant aplinką mažais, paprastais būdais, robotai veiksmingiau (ir saugiau) bendradarbiaus su žmonėmis.
2021 m. vasario 23 d
Džekas Snelingas
Dirbtinis intelektas sumažina autoavarijų skaičių ir sumažina spūstis keliuose. Asmeninės didinimo sistemos, padedančios žmonėms klestėti senstant. Tvarkyklės robotai, kurios padaro greitosios pagalbos kambarius saugesnius ir efektyvesnius. Savo naujoje knygoje Ko tikėtis, kai tikitės robotų , Laura Major, SM '05, ir Julie Shah '04, SM '06, PhD '11, įsivaizduoja tokią Jetsono naudą iš žmogaus ir roboto bendradarbiavimo.
Atrodo, kad žmonėms rūpi, ar robotai vieną dieną nepavers mus pasenusiais — ar jie taps protingesni, greitesni, geresni už savo žmones kūrėjus. Tačiau realybė tokia, kad robotai ir žmonės tikriausiai visada puikiai seksis skirtingais dalykais, rašo jie. Gali būti, kad kai kurias mūsų labiausiai užsispyrusias visuomenės problemas būtų galima geriau išspręsti tokiu bendradarbiavimu, kokį mes įsivaizduojame.
Majoras ir Shahas puikiai tinka tyrinėti žmogaus ir roboto bendradarbiavimo ateitį: Majoras yra bendros „Hyundai“ ir „Aptiv“ savarankiško vairavimo įmonės „Motional“ CTO, o Shahas, aero-astro profesorius, daugiausia dėmesio skiria pramoniniam žmogui ir robotui. bendradarbiavimas kaip MIT Interaktyvios robotikos laboratorijos direktorius. Šioje jų knygos ištraukoje nagrinėjama, kaip galime mažais būdais pakoreguoti aplinką, kad robotai taptų veiksmingais bendradarbiais.
Laura Major, SM '05
Julie Shah, '04, SM '06, daktaro laipsnis '11
DENNIS KWAN
Penktadienis jau baigiasi, o jūs nespėjote į prekybos centrą pasiimti paslaugą savo vaiko gimtadienio vakarėliui šį savaitgalį. Taigi prisijungiate prie „Amazon“, kad pamatytumėte, ką galima pristatyti kitą dieną. Be teikiamų paslaugų, rasite lemputes, kuriomis pakeisite perdegusią stalo lempos lemputę, ir rasite naują knygą, kurią nuspręsite įsigyti. Spustelite Pateikti užsakymą, o po kurio laiko „Amazon“ įvykdymo sandėliuose esantys robotai švilpia, kad įsitikintų, jog jis jums pristatytas laiku.
Sandėlyje pilna mažų, plokščių robotų, kurie guli po lentynomis, prikrautomis visko, nuo maišytuvų iki vilnonių paltų iki stalo pjūklų. Kai jūsų užsakymas stovi eilėje, apie tai pranešama šalia lentynų su jūsų prekėmis esantiems robotams. Jie nuslysta po reikiamomis lentynomis, pakelia jas ir slenka per sandėlį, sustodami ir paleidžiant, juda į kairę ir į dešinę, šokdami aplink visus kitus robotus, taip pat judančius per sandėlį. Tai tikrai gražus vaizdas.
Tačiau galite nustebti sužinoję, kad šie robotai dažniausiai yra akli. Įrengti vos keli jutikliai, jie naršo po pasaulį žiūrėdami tiesiai į popierių, ant grindų pritvirtintą žmonių darbuotojų. Sandėlis yra vienas didelis tinklelis, prie kiekvieno tinklelio kvadrato grindų priklijuotas unikalus popieriaus raštas. Robotai tiesiog seka perduodamų popieriaus raštų seką, kad patvirtintų savo vietą. Kai vieną iš popieriaus lapelių nuplėšia robotų ratai, žmogus pristabdo robotus, kad įeitų į erdvę ir vėl priklijuotų popierių ant žemės. „Amazon“ turi 175 vykdymo centrus visame pasaulyje, o šie robotai šiuo metu dirba 26 iš jų ir dirba su žmonėmis, kad įvykdytų jūsų užsakymus.
Tai gali atrodyti kaip gudrus sprendimas, kurį sukūrė startuolis, kad išstumtų robotus. Tačiau „Amazon“, viena sėkmingiausių kompanijų Žemėje, vis tiek nusprendžia klijuoti popierių ant grindų. Kodėl? Robotai su mažiau jutiklių yra pigesni ir mažiau tikėtina, kad suges. Robotai yra daug patikimesni, jei užprogramuojate juos sekti ant žemės esančius popierius, nei bandote priversti juos stebėti juos supantį pasaulį, aptikti kliūtis, planuoti kelią aplink kliūtis ir toliau ieškoti kelionės tikslo. . Kartais paprasta yra geriausia.
Mūsų visuomenės šiuo metu nėra sukurtos taip, kad atitiktų nepriklausomų robotų poreikius, ir neaišku, ar galime tiesiog sukurti robotus, kuriems reikia tik to, ką šiuo metu siūlo mūsų infrastruktūra.
Nors tokie dalykai kaip šviesoforai, greičio ribojimo ženklai, oranžiniai kūgiai, tarpvalstybinės rampos ir perėjos padeda žmonėms saugiai ir efektyviai koordinuoti vairuotojo ir pėsčiųjų veiklą, robotams reikės dar daugiau struktūros ir aplinkos paramos. Jų jutiminės sistemos ima daug duomenų apie juos supantį pasaulį, tačiau jos nėra tokios geros, kaip mes iš to gautume prasmę.
Geros naujienos yra tai, kad galime pakeisti savo aplinką mažais ir paprastais būdais, kurie padarys pasaulį daug lengvesnį robotams ir saugesnį mums. Aviacija yra geras pavyzdys.
Mokymasis iš draugiško dangaus
Paprastas lėktuvo keleivis tikriausiai nesuvokia, kad lėktuvai skraido juostomis, sekdami virtualiu džiūvėsėlių taku, sukurtu aplink fiksuotų antžeminių švyturių tinklą, kuris sukėlė revoliuciją aviacijos saugumui. Šios navigacinės priemonės padeda pilotui ir skrydžių vadovams sekti lėktuvo buvimo vietą ir buvo naudojamos dar ilgai prieš GPS egzistavimą. Oro erdvė taip pat buvo suskirstyta į skirtingus skrydžio lygius ir takelius, kurie veikia kaip greitkelio juostos, išskyrus tai, kad šios juostos yra labai plačios (ir aukštos), kad atitiktų didelį orlaivio greitį, galimas vietos įvertinimo klaidas ir kitus veiksnius, pvz. kiekvienos plokštumos sukuriami pabudimo sūkuriai. Šiandien vertikalios juostos viena nuo kitos yra atskirtos 1000 pėdų. Šios juostos danguje sumažina galimybę orlaiviams netikėtai kirsti vienas kito kelius ir susidurti. Jie taip pat supaprastina oro eismo valdymo procedūras. Pavyzdžiui, jei du orlaiviai yra susidūrimo trasoje, o ne bando tiksliai apskaičiuoti, kada kiekvienas iš jų atvyks į susidūrimo vietą, arba rekomenduotų nedidelį manevrą vienam iš pilotų, kad išvengtų susidūrimo, skrydžių vadovai paprastai paprašo vieno pakilti 1000 pėdų aukštį ir tada garantuojama, kad abu lėktuvai nepriartės vienas prie kito, nes jie yra skirtingose juostose.
Toks oro erdvės struktūrizavimas turėjo didžiulį poveikį oro susisiekimo efektyvumui ir saugai, nes siūlo aiškias taisykles, reguliuojančias kiekvieno lėktuvo elgesį danguje.
Be to, kaip saugiai dalijamasi oro erdve, aviacijos navigacijos istorija siūlo ir kitų pamokų, kaip išmokti efektyviai dirbti su robotais. Nuo pat pirmųjų aviacijos dienų lėktuvai turėjo būti kruopščiai derinami. Iš pradžių naktį tiesiog kūrendavome laužus kilimo ir tūpimo takų gale, o pilotai ieškodavo liepsnojančios šviesos, kad rastų, kur nusileisti. Tada buvo sumontuoti švyturiai, o orlaiviai galėjo naudoti radijo navigaciją, kad surastų kilimo ir tūpimo taką net debesuotą dieną. Siųstuvai transliuoja moduliuotą signalą, kuris gaunamas orlaivyje. Siųstuvo padėtis apskaičiuojama naudojant skrydžio laiką tarp gautų signalų ir pagal šiuos duomenis nustatoma orlaivio padėtis. Iš pradžių tai buvo skaičiuojama rankomis; dabar jis yra automatizuotas ir itin tvirtas. Antrasis pasaulinis karas atnešė mums radarų stebėjimą, leidžiantį skrydžių vadovams sekti lėktuvus nepasikliaujant siųstuvais, ypač perpildytoje oro erdvėje, pavyzdžiui, aplink oro uostus.
Tačiau tikroji oro eismo revoliucija įvyko 1956 m., kai virš Didžiojo kanjono susidūrė du lėktuvai. Lėktuvai skrido nekontroliuojamoje oro erdvėje, kur pilotai turėtų pamatyti kitus orlaivius ir jų išvengti be jokios išorinės pagalbos. Abu pilotai manevravo aplink išsibarsčiusius kamuolinius debesis, kad geriau matytų kanjoną, ir abu pateko į tą patį debesį, todėl vienas kito negalėjo matyti. Visi 128 keleiviai žuvo.
Šis oro susidūrimas, įvykęs komercinės aviacijos iškilimo metu, sukėlė paniką. Aviacijos taisyklės tuo metu neturėjo gero būdo apsaugoti lėktuvus nuo tokių konfliktų. Sprendimas buvo centralizuoti oro erdvės valdymą. JAV Kongresas skyrė 250 milijonų dolerių šalies kvėpavimo takų sistemai atnaujinti ir sukūrė Federalinę aviacijos administraciją (FAA), suteikdama jai plačius įgaliojimus kovoti su aviacijos pavojais. FAA įpareigojo didelį atskyrimą tarp orlaivių ir suplanuotų super dangoraižių, jungiančių pagrindinius Rytų ir Vakarų pakrantės miestus, atskiriant oro erdvę pagal atskiras taisykles, kad palengvintų sunkias keliones.
Ar vieną dieną mums prireiks tokios centrinės agentūros, kuri sukurtų taisykles, plėtotų išorinę navigacijos pagalbą ir reguliuotų kitus roboto veikimo ir valdymo aspektus? galbūt. Tačiau bent jau labai svarbus bus pramonės bendradarbiavimas derantis dėl bendrų išteklių, kuriuos šie robotai naudos – mūsų kelius, šaligatvius, koridorius ir praėjimus.
Darbas saugus, vienas šalia kito
Gamyklos jau keletą metų mokosi dirbti su robotais. Šiandien automobilių gamyklose gausu didelių, greitai judančių robotų rankų, veikiančių tik labai kontroliuojamoje aplinkoje, apribotoje narvais. Detalės, kurias valdo robotai, turi būti išdėstytos tiksliai – jei jos yra net kelis milimetrus ne vietoje, visa operacija sustoja. Ir robotai nejaučia šalia esančių žmonių. Jei kas nors patektų į jų erdvę, tai būtų didelis pavojus saugumui.
Tačiau tiesa ta, kad palyginti mažai darbo daugumoje gamyklų, net automobilių gamyklose, galima taip kruopščiai suplanuoti robotus. Automobilio kėbulą beveik vien gali sukonstruoti robotai, tačiau likusį darbą – montuoti laidus, sėdynes ir prietaisų skydelio elementus – vis tiek beveik vien atlieka žmonės. Šio darbo artimiausioje ateityje negali atlikti ir neatliks vien robotai, nes tam reikia įgūdžių, kurių robotai dar neturi. Tačiau gamybos inžinieriai supranta, kad robotų jau atliekamus darbus, tokius kaip surinkimas, suvirinimas ir pakavimas, galima atlikti geriau ir greičiau, jei robotai bus išlaisvinti iš narvų, kad galėtų dirbti kartu su žmonėmis. Užuot bandę atkurti žmogaus darbuotojo užduotis, robotai gali aktyviai padėti žmogui – pavyzdžiui, perduoti reikiamą dalį tinkamu laiku – ir taip smarkiai pagerinti linijos našumą. Tiesą sakant, mūsų ir kiti tyrimai rodo, kad glaudžiai bendradarbiaujant žmonėms ir robotams, užduotis galima atlikti daug efektyviau – iki 85 % greičiau – nei tada, kai žmonės atlieka surinkimo užduotis be roboto pagalbos.
Ar vieną dieną mums reikės centrinės agentūros, tokios kaip FAA, kuri sukurtų taisykles, plėtotų išorinę navigacijos pagalbą ir reguliuotų kitus roboto veikimo ir valdymo aspektus? galbūt.
Todėl įmonės sprendžia iššūkį valdyti šias sudėtingas mašinas taip, kad jos būtų saugios jas supantiems žmonėms. Išmanieji robotai, kurių reikia norint stebėti žmonių pažangą ir numatyti, ko jiems reikia, yra toli nuo aklo pramoninio roboto narve ar net nuo „Amazon“ sandėliuose esančių robotų, kurie naršo naudodami popierinius žymeklius. Šiandien gamykloms reikia technologijos, leidžiančios intymesnį žmonių ir mašinų šokį, panašiai kaip šiuolaikinė sudėtinga dangų kertančių lėktuvų choreografija. O kad ši technologija veiktų, mums reikia saugių metodų, užtikrinančių, kad robotai nepakenktų savo bendradarbiams.
Pastaruoju metu mokslininkai sukūrė naujus, dinamiškus žmonių ir robotų asmeninės erdvės žymėjimo būdus, o tai leidžia glaudžiai bendradarbiauti gamyboje nekeliant pavojaus darbuotojams. Vietoj statinio roboto ir žmogaus erdvės atskyrimo, pramoninė aplinka aprūpinta naujais jutikliais, kurie efektyviai veikia kaip virtualios tvoros.
Jei žmogus priartėja prie roboto ir peržengia virtualią tvorą, robotas iškart nustoja judėti. Pažangesnėse aplinkose davikliais sukuriamos dinaminės saugos zonos, kuriose aktyviai stebimas atstumas tarp žmogaus ir roboto. Kai žmogus artėja prie roboto, robotas sulėtėja, suteikdamas žmogui laiko sureaguoti, kol robotas visiškai sustos.
Kaip ir orlaiviams taikomos skirtingos atskyrimo ore taisyklės, pramoniniai robotai turi atitikti vadinamuosius greičio ir atskyrimo stebėjimo standartus ir išlaikyti tam tikrus atstumus nuo žmonių pagal jų greitį. Kuo greičiau robotas juda, tuo toliau jis turi likti nuo žmonių, o kai žmogus artėja prie roboto, jis turi sulėtinti ir sustoti. Viena iš pirmųjų tokio tipo sistemų 2017 m. buvo įdiegta BMW gamykloje Miunchene. Žmogaus bendražygis dirbo po stulbinančiu oranžiniu pramonės robotu, du ar tris kartus didesniu už jį, saugiai derėdamasis dėl bendro gamyklos ploto automobiliams statyti.
Šie paprasti jungikliai – nuo fizinių narvų iki virtualių tvorų ir nuo statinio saugios erdvės demarkacijos iki dinamiško saugių zonų reguliavimo – palengvina žmonių ir robotų bendradarbiavimą atliekant gamybos užduotis ir atlieka jas efektyviau arba aukštesniais standartais nei žmogus ar žmogus. robotas gali dirbti vienas.
Kelių eismo taisyklės dirbant su robotais neturi būti statiškos. Laikui bėgant jie gali prisitaikyti, nes robotai tampa vis pajėgesni, o mes prie jų pripratome. Robotams tobulėjant, galime juos paleisti iš fiksuotų eismo juostų. Dinamiškesnėmis derybomis dėl bendrų išteklių galime žengti didelius šuolius integruodami robotus į žmonių aplinką.
Adaptuota iš Ko tikėtis, kai tikitės robotų: žmogaus ir roboto bendradarbiavimo ateitis, Laura Major ir Julie Shah. Autorių teisės 2020 m. Galima įsigyti nuo Pagrindinės knygos , Hachette Book Group atspaudas.