Ovládání robota: jako stvořené pro hráče videoher

Helena Vrecková  |  Technika

Nové intuitivní ovládání robota využívá herního ovladače a svým založením připomíná hraní videohry. Přesto se jedná o zdokonalení dálkového ovládání robotů.

Před sestrojením prvních robotů schopných alespoň částečně vykonávat práci člověka, museli lidé všechno zvládat sami. To se samozřejmě týkalo nejen klasické práce, ale také mnoha nebezpečných či hodně fyzicky náročných činností. A ačkoli se v dnešní době člověk potýká s nepříjemnou myšlenkou na své nahrazení robotem v práci, je nutné si uvědomit, že roboti lidem především pomáhají, a je proto nutné, aby je neustále zlepšovali a zdokonalovali.

Mnoho problémů k vyřešení

Velká část techniků a vědců se specializuje na vývoj umělé inteligence. Další část se zabývá programováním robotů a strojů, které jsou schopné samostatné jednotvárné činnosti. Techniky z Georgia Tech a z Technologického výzkumného ústavu v Georgii (GTRI) však zajímala oblast dálkového ovládání robotů.

Roboti na dálkové ovládání jsou pravděpodobně jedním z nejrozšířenějších druhů robotických strojů. Pracuje se s nimi v lékařství, vysílají se místo lidí do nebezpečných situací a také pomáhají v záchranných akcích. I pro tuto oblast je však klíčový vývoj a technologický postup.

Problémem starších technik využívaných k ovládání robota, bylo využívání informací z 2D videa, které však obraz částečně zkresluje a uživatel tak nedostával zcela přesné informace. Snáze tak mohlo dojít k vážným chybám, protože člověk u ovládání si musel z 2D obrazu sám představit prostor, ve kterém se robot pohyboval.

K chybám při ovládání mohlo také docházet v důsledku špatné směrové orientace. Část robota s kamerou se například natočila o 180 stupňů. Avšak část zajišťující pohyb celého robota zůstala v původní poloze. V takovém případě si musel uživatel dávat pozor na prohození směrů dopředu – dozadu i vlevo – vpravo. Celkový čas práce se tak mnohonásobně prodloužil.

Ke zpřesnění ovládání vědci použili upravený gamead. Použití tak připomíná hraní videohry. Zdroj: Georgia Tech
Ke zpřesnění ovládání vědci použili upravený gamead. Použití tak připomíná hraní videohry. Zdroj: Georgia Tech

Přesnější díky 3D

Vědci si proto dali za cíl vytvořit intuitivnější ovládání, které by vyloučilo možné chyby, a které by urychlilo a zpřesnilo postup při práci. Pro účely studie pracovali s kloubovým robotickým zařízením ve spojení s 3D technologií. Citlivost a intuitivnost ovládání má zajistit gamepad.

Tým vědce Ai-Ping Hu použil techniku Visual servoing (VS), která využívá získané informace ze senzoru k ovládání pohybů robota. Původně byla využívaná v rámci robotů u montážních linek. VS navíc umožní robotu díky kalibraci zůstat ve správném prostorovém postavení vzhledem k cílovému objektu. To znamená, že pokud se například neplánovaně o několik milimetrů posune (například vlivem přírodních podmínek), je robot schopen tuto chybu zaznamenat a dostat se do správné polohy či vzdálenosti.

Nová metoda však možnosti VS ještě dále rozšiřuje. Využívá totiž kombinace kalibrované a nekalibrované techniky. 3D kamera namontovaná na konci robotického ramena snímá uchopovací zařízení. Díky aktivnímu senzoru kamera detekuje také údaje o hloubce a na videu se tak zobrazí celý prostor ve 3D. Zároveň je dodáván také klasický nekalibrovaný 2D obraz. Uživatel tak má daleko lepší informace o cílovém objektu, než při užití starších technik.

Vhodné pro hráče videoher

Ovládání celého robota je zajištěno upraveným gamepadem. Při manipulaci navíc zachovává stále stejné směrové rozložení, takže ať je rameno robota v jakékoliv poloze, nemění se ovládání (vlevo zůstává stále vlevo, atd.). Při testování ovládání vědci zjistili, že se průměrné časy zadaných úkolů zlepšili s gamepadem až o 15 procent.

Tým vědců má nyní v plánu vytvořit a otestovat mobilní platformu využívající VS. Také se snaží o maximální snížení nákladů na pořizovací cenu robota, aby zajistili jeho větší přístupnost veřejnosti.

Využití této techniky by se nijak nelišilo od původních dálkově ovládaných robotů. Největší uplatnění tak vědci vidí v potenciálně nebezpečných situacích jako je manipulace s výbušninami, kde je nezbytná absolutní přesnost a rychlost. Dále pak také při záchranných a pátracích akcích nebo ve zdravotnictví (v případě využití jemnějšího přístroje).

Čím přesnější a dokonalejší však ovládání je, tím lepší musí být i jeho uživatel. Při ovládání se projeví řídící schopnosti člověka a bude potřeba absolutní jistoty v ovládání. Mohli by tak do budoucna odborníci, například pyrotechnici či lékaři, procházet také videoherním tréninkem?

Nejčtenější