Il robot autobilanciato è stato utilizzato per dimostrare come la "teoria del controllo percettivo" può aiutare i robot a camminare in modo più simile a quello umano. Credito:Università di Manchester
Una teoria psicologica potrebbe dare il via a miglioramenti nel modo in cui i robot sono in grado di camminare, grazie a uno studio dell'Università di Manchester.
Lo studio, una collaborazione unica tra uno psicologo clinico, ingegneri di robotica e un imprenditore di robotica è pubblicato nel Journal of Intelligent and Robotic Systems oggi.
Ha analizzato cosa succede quando gli algoritmi standard che guidano un robot autobilanciante, realizzato con un semplice Lego, sono stati sostituiti con quelli basati sulla "teoria del controllo percettivo".
La teoria è stata codificata nel piccolo droide, permettendogli di controllare ciò che percepiva in modo che si muovesse in modo più efficace, proprio come possono fare gli umani e gli altri animali.
Sebbene il robot si muova su due ruote, è un 'pendolo invertito', che richiede un equilibrio agile in modo simile a come i nostri corpi sono tenuti in posizione eretta quando camminiamo.
Così, migliore è l'equilibrio del robot, meglio sarà preparato per camminare come un essere umano.
Nello studio, il robot più realistico bilanciato in modo più accurato, in modo più rapido ed efficiente rispetto ai suoi rivali, valutando il suo ambiente almeno 100 volte al secondo.
Si è anche spostato in una nuova sede, anche quando disturbato da spinte laterali, più efficace dei suoi concorrenti.
Quando l'algoritmo è stato programmato nel robot, appariva molto meno stabile e traballava eccessivamente.
Sebbene la teoria del controllo percettivo sia stata ampiamente utilizzata nelle terapie psicologiche, interventi educativi e genitoriali, questa è la prima volta che il suo utilizzo nei robot è stato confrontato in un test "testa a testa".
Il nuovo studio, confrontato lo stesso robot a pendolo invertito programmato e messo a punto con tre diversi controller software.
Due di loro, controllo proporzionale e LQR, sono ampiamente utilizzati dagli ingegneri per costruire i robot più recenti.
Il terzo, teoria del controllo percettivo, era originariamente derivato dall'ingegneria, ma ci vuole la "prospettiva dell'insider", specificando gli 'input desiderati' o 'esigenze' del robot.
Dottor Warren Mansell, Il lettore in Psicologia Clinica presso l'Università di Manchester ha dichiarato:"Sebbene questo sia un lavoro iniziale, è allettante vedere come una teoria scientifica utilizzata per aiutare le persone con problemi di salute mentale possa effettivamente aiutare gli ingegneri a migliorare i loro progetti di dispositivi di intelligenza artificiale.
"I robot devono ancora eguagliare le capacità di quelli dei successi di fantascienza come Star Wars e Blade Runner e nessuno ha imparato a camminare su due piedi.
"Ma l'uso della teoria potrebbe davvero consentire la trasformazione dei robot in macchine più realistiche".
Dottor Simon Watson, Senior Lecturer in Robotic Systems presso l'Università di Manchester ha dichiarato:"La natura ha sviluppato le macchine più complesse che conosciamo, quindi essere in grado di implementare algoritmi ispirati da loro è un passo importante nella nostra capacità di sviluppo creativo.
Thomas Johnson, il dottorato studente che ha costruito e testato il robot ha dichiarato:"Questo lavoro ha dimostrato il successo del controllo dei robot con la teoria del controllo percettivo. Questo documento è una dimostrazione di come gli ingegneri della robotica possono trarre ispirazione dal mondo vivente".
Il tecnologo informatico Dr. Rupert Young ha dichiarato:"Questa ricerca è una sbirciatina a un modo radicalmente nuovo di comprendere come costruire sistemi robotici, che sono dinamici e adattivi nonostante il caotico, natura imprevedibile del mondo reale. Basato su un approccio elegante e naturale, questo paradigma mantiene la promessa di sviluppare soluzioni molto più sofisticate, robot autonomi"