Домашние роботы могут помогать людям выполнять различные домашние и ручные задачи: от мытья посуды и стирки до приготовления пищи, уборки и уборки. Хотя многие робототехники и ученые-компьютерщики в последние годы пытались улучшить навыки домашних роботов, многие из разработанных к настоящему времени роботов все еще не способны решать более сложные и творческие задачи, такие как приготовление пищи в сотрудничестве с пользователями-людьми.
Исследователи из Корнеллского университета недавно разработали MOSAIC — модульную архитектуру, которая позволяет роботам выполнять сложные домашние задачи, предполагающие тесное взаимодействие с людьми, включая интерактивное приготовление пищи. Эта система, представленная в статье , опубликованной на сервере препринтов arXiv , была протестирована в серии реальных экспериментов и показала, что она может помочь людям готовить различные рецепты.
«Мы представляем MOSAIC, модульную архитектуру для домашних роботов, позволяющую выполнять сложные совместные задачи, такие как приготовление пищи вместе с обычными пользователями», — написали Хуасяоюэ Ван, Кушал Кедиа и их коллеги в своей статье. «MOSAIC тесно сотрудничает с людьми, взаимодействует с пользователями, используя естественный язык , координирует работу нескольких роботов и управляет открытым словарем повседневных объектов».
Предложенная исследователями система является модульной, что означает, что она состоит из различных частей или модулей, которые решают разные аспекты поставленной задачи. Компоненты системы можно условно разделить на интерактивный планировщик задач, архитектуру для идентификации объектов и планирования движений роботов и модель, предназначенную для прогнозирования движений людей.
«По своей сути MOSAIC использует модульность: он использует несколько крупномасштабных предварительно обученных моделей для общих задач, таких как распознавание языка и изображений, при этом используя оптимизированные модули, предназначенные для управления конкретными задачами», — объяснили исследователи в своей статье.
Ван, Кедиа и их коллеги на данный момент оценили производительность своей системы в 60 экспериментальных испытаниях, используя две разные роботизированные системы, а именно мобильный манипулятор Stretch Robot RE1 и настольный манипулятор Franka Emilka Research 3. В ходе этих испытаний два робота-манипулятора тесно сотрудничали. с пользователем-человеком приготовить шесть относительно простых рецептов, включая два разных типа салата, три разных типа супа и сэндвич с тунцом.
«Мы также тщательно тестируем отдельные модули, используя 180 эпизодов зрительно-моторного выбора, 60 эпизодов прогнозирования движений человека и 46 онлайн-оценок планировщика задач пользователями», — пишут исследователи. «Мы показываем, что MOSAIC способна эффективно сотрудничать с людьми, комплексно запуская всю систему с реальным пользователем- человеком , выполнив 68,3% (41/60) совместных кулинарных экспериментов по 6 различным рецептам с коэффициентом выполнения подзадач 91,6. %.»
В интерактивных кулинарных экспериментах, проведенных исследователями, MOSAIC показала себя весьма хорошо, успешно выполнив примерно две трети рецептов, приготовленных с участием людей. MOSAIC вскоре может послужить источником вдохновения для других исследований, способствуя тем самым развитию ассистивных роботизированных систем, предназначенных для использования в домашних условиях.
В будущем Ван, Кедиа и их коллеги смогут улучшить некоторые базовые компоненты своей системы, чтобы еще больше повысить ее производительность как при совместном приготовлении пищи, так и при выполнении других интерактивных задач. Например, в настоящее время установлено, что система хорошо справляется с простыми ручными подзадачами, такими как подъем и перемещение объектов, но она еще не применялась для более сложных подзадач. Это ограничение может быть устранено и улучшено в их следующих исследованиях.
«Распространение на более сложные задачи, такие как резка, прокатка и распространение, менее тривиально», — пишут исследователи в своей статье. «Хотя наша система тщательно тестируется на различных рецептах, наши эксперименты ограничены одной кухонной средой. В будущей работе мы попытаемся измерить пределы возможностей обобщения нашей системы в условиях более широкого спектра кухонных условий».