Ramon

Ramon
Ramon Gallart

dissabte, 8 de desembre del 2018

Nou enfocament per aconseguir una interacció robot-home eficient i fluida

Investigadors del Laboratori d'Investigació en Innovació i Empresa  de la Universitat de Technologia de Sydney (The Magic Lab), han proposat una nova arquitectura de robòtica anomenada "fog robotics" (FR). El seu enfocament aprofita els punts forts de la FR i està en un document publicat a arXiv, com a estructura informàtica descentralitzada en la qual es col·loquen recursos i dades entre la seva font i el núvol.


Fog robotics: a new approach to achieve efficient and fluent human-robot interaction
En els pròxims anys, els robots s'adoptran en diversos entorns, incloent les llars, les  instal·lacions sanitàries i diverses indústries. La comunicació activa és un factor clau per a la interacció efectiva entre humans i robots de manera que, els investigadors de tot el món, estan intentar idear noves estratègies que puguin millorar la manera en com els robots es comuniquen.
La robòtica en el núvol (CR) permet als robots realitzar càlculs extensius al núvol compartint mapes, imatges, dades, activitats, potència de processament i altres recursos on-line. Tanmateix, a causa de les grans quantitats de dades i petincions, la CR comporta problemes de latència, particularment en les interaccions robot-humans.

La idea de la FR, va sorgir després de veure que hi ha una alta latència en la comunicació d'un robot, tant en les seves respostes com en arribar al seu objectiu. Això va fer pensar en què podria passar en un futur pròxim, quan els robots es despelguin de forma massiva per a tot arreu, molt possiblement, aquest retard augmentarà. En heretar les característiques de la fog computing (FC)  permet fer que la CR sigui una opció la qual, va ser presentada durant la primera conferència IROS 2017.

L'objectiu principal de l'estudi realitzat per Gudi i els seus col·legues, era proporcionar interaccions humanes-robots robustes, fluïdes i eficients amb una baixa latència. Els investigadors també volien permetre als robots comunicar-se i col·laborar amb humans mentre realitzaven tasques simultàniament, compartint els seus resultats o activitats dins d'una mateixa família de robots. Això farà que els robots es converteixin en socis amb capacitat d'entendre les necessitats dels humans amb qui interactuen, responent de forma ràpida i eficient.

Robòtica de boira: un nou enfocament per aconseguir una interacció humana i robot fluida i eficient
Font: Chand Gudi et al.

Per abordar els problemes associats amb el CR, els investigadors van proposar i definir una nova arquitectura CR anomenada (FR), que consisteix en l'emmagatzematge, les funcions de xarxa i l'informàtica descentralitzada més propera als robots. La FR té tres components principals: el servidor del sub-fog robot, el servidor de la CR i el cloud.

Imatge relacionadaUn robot envia una sol·licitud d'informació al sistema FR, inicialment es sol·liciten transferències al servidor del sub-fog robot. Si aquest servidor pot afrontar de manera efectiva la sol·licitud, passa la informació sol·licitada al robot; si no ho pot, busca ajuda del servidor del FR. Si aquest servidor tampoc pot processar la sol·licitud, demana ajuda del cloud, que normalment resol la sol·licitud i passa la informació al robot.

Els avantatges d'aquest enfocament, inclouen una ràpida velocitat de resposta, baixa latència, millora de les capacitats informàtiques, menor consum energètic, maquinari més barat i menys preocupació per la seguretat o la privacitat. En altres paraules, la FR podria portar a les  interaccions robots robustes i més ràpides entre humans, al mateix temps que potenciaria la vida útil de la bateria del robot.

En una sèrie d'avaluacions inicials, el FR va aconseguir taxes de resposta molt més ràpides que els enfocaments basats en CR. Els investigadors creuen que es podria utilitzar de forma independent o integrada amb el CR, reduir la càrrega en el núvol i millorar aixñi, la qualitat del servei (QoS).

Robòtica de boira: un nou enfocament per aconseguir una interacció humana i robot fluida i eficient
Font: Chand Gudi et al.

Els humans busquen l'ajuda dels altres sempre que necessiten informació, però els robots estan limitats a les tasques que estan pre-programades. El FR també permet que un robot comparteixi les seves dades amb un altre robot.

Resultat d'imatges de Fog robotics: A new approach to achieve efficient and fluent human-robot interactionPer explicar millor aquest punt, Gudi va proposar un exemple de com diversos robots podrien ajudar els humans dins d'un aeroport. En l'escenari descrit per ell, un viatger demanaria a un robot la ubicació de la seva porta d'embarcament. El robot guiarà el viatger a l'escala mecànica i després lliurarà la tasca a un segon robot, que estaria esperant a l'altre extrem de l'escala mecànica.

Per reconèixer-lo mentre s'apropen a l'altre extrem de l'escala mecànica, aquest segon robot requeriria informació sobre el nom de la persona, la identitat, el sexe, etc. En aquesta situació, el FR permetria a aquests dos robots col·laborar en la tasca i comunicar-se entre ells, canviant ràpidament la informació necessària per completar la tasca.

De la mateixa manera, es podrien aplicar tècniques del FR en universitats, subterranis, aplicacions per robots industrials i una llarga llista  que podria arribar a diferents àrees de la robòtica. Finalment, la FR porta a una robusta interacció entre humans i robots amb baixa latència, a la vegada que garanteix dades personals guardant-la dins del servidor del CR.

Els investigadors han realitzat una sèrie d'anàlisis addicionals, que aviat es publicaran a intenet. També estan planejant provar l'efectivitat del FR a RoboCup a Sydney, on diversos robots competiran.

Font: Universitat de Technologia de Sydney