I ricercatori del MIT hanno sviluppato una tecnica di controllo rapido della sicurezza che permette ai robot di evitare le collisioni durante il completamento di un’attività.
Nel processo di pianificazione del movimento, i robot eseguono degli algoritmi di “controllo di sicurezza” che verificano l’assenza di collisioni, ma spesso generano falsi positivi che identificano come sicura una traiettoria che non lo è. I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology, negli Stati Uniti, hanno sviluppato una tecnica di controllo di sicurezza in grado di dimostrare con la massima precisione che la traiettoria di un robot rimarrà priva di collisioni (assumendo che il modello del robot e dell’ambiente siano di per sé accurati). Il metodo, così preciso da poter discriminare tra traiettorie che differiscono solo di pochi millimetri, fornisce la prova in pochi secondi.
Il team del MIT ha usato la programmazione della somma dei quadrati, uno strumento algoritmico in grado di trasformare un problema statico in una funzione. Questa funzione è un’equazione che descrive dove deve trovarsi l’iperpiano, lo spazio che separa il robot da eventuali ostacoli presenti nell’ambiente, esente da collisioni, in ogni punto della traiettoria pianificata. La nuova tecnica genera una funzione iperpiano che si muove con il robot dimostrando che l’intera traiettoria è libera, invece di lavorare su un iperpiano alla volta.
Applicabilità
Il metodo potrebbe essere particolarmente utile per i robot che devono muoversi rapidamente evitando impatti in spazi piani di oggetti, come le unità per la preparazione del cibo in una cucina commerciale, oppure nelle situazioni in cui gli scontri tra macchine e umani potrebbero causare lesioni, come per i robot sanitari domestici.
L’approccio risulta sufficientemente veloce da poter essere utilizzato come controllo di sicurezza finale in alcune situazioni del mondo reale, ma è ancora troppo lento per essere implementato direttamente in un ciclo di pianificazione del movimento del robot, dove le decisioni devono essere prese in microsecondi. I ricercatori intendono quindi accelerare il processo ignorando le situazioni che non richiedono controlli di sicurezza, come quando il robot è lontano da eventuali oggetti con cui potrebbe entrare in collisione. Vogliono anche sperimentare risolutori di ottimizzazione specializzati che potrebbero funzionare più velocemente.
La ricerca è stata in parte sostenuta da Amazon e dal laboratorio di ricerca dell’US Air Force Research Laboratory.
