Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Popular

Sistem baru peneliti mengoptimalkan bentuk robot untuk melintasi berbagai jenis medan – ScienceDaily


Jadi, Anda membutuhkan robot yang menaiki tangga. Robot itu harus berbentuk apa? Haruskah ia memiliki dua kaki, seperti manusia? Atau enam, seperti semut?

Memilih bentuk yang tepat akan sangat penting untuk kemampuan robot Anda melintasi medan tertentu. Dan tidak mungkin membangun dan menguji setiap bentuk potensial. Tapi sekarang sistem yang dikembangkan MIT memungkinkan untuk mensimulasikannya dan menentukan desain mana yang paling berhasil.

Anda mulai dengan memberi tahu sistem, yang disebut RoboGrammar, bagian robot mana yang terletak di sekitar toko Anda – roda, sambungan, dll. Anda juga memberi tahu medan apa yang perlu dinavigasi oleh robot Anda. Dan RoboGrammar melakukan sisanya, menghasilkan struktur yang dioptimalkan dan program kontrol untuk robot Anda.

Kemajuan dapat menyuntikkan dosis kreativitas yang dibantu komputer ke lapangan. “Desain robot masih merupakan proses yang sangat manual,” kata Allan Zhao, penulis utama makalah dan mahasiswa PhD di MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL). Dia menggambarkan RoboGrammar sebagai “cara untuk menghasilkan desain robot baru yang lebih inventif yang berpotensi menjadi lebih efektif.”

Zhao adalah penulis utama makalah ini, yang akan dipresentasikannya pada konferensi SIGGRAPH Asia bulan ini. Rekan penulis termasuk mahasiswa PhD Jie Xu, postdoc Mina Konakovi? -Lukovi ?, postdoc Josephine Hughes, mahasiswa PhD Andrew Spielberg, dan profesor Daniela Rus dan Wojciech Matusik, semuanya dari MIT.

Aturan dasar

Robot dibuat untuk berbagai tugas yang hampir tak ada habisnya, namun “semuanya cenderung sangat mirip dalam keseluruhan bentuk dan desain,” kata Zhao. Misalnya, “ketika Anda berpikir untuk membuat robot yang perlu melintasi berbagai medan, Anda langsung melompat ke hewan berkaki empat,” tambahnya, mengacu pada hewan berkaki empat seperti anjing. “Kami bertanya-tanya apakah itu benar-benar desain yang optimal.”

Tim Zhao berspekulasi bahwa desain yang lebih inovatif dapat meningkatkan fungsionalitas. Jadi mereka membangun model komputer untuk tugas tersebut – sebuah sistem yang tidak terlalu dipengaruhi oleh konvensi sebelumnya. Dan meskipun daya cipta adalah tujuannya, Zhao memang harus menetapkan beberapa aturan dasar.

Alam semesta bentuk robot yang mungkin “terutama terdiri dari desain yang tidak masuk akal,” tulis Zhao di koran. “Jika Anda bisa menghubungkan bagian-bagian dengan cara yang sewenang-wenang, Anda akan berakhir dengan campur aduk,” katanya. Untuk menghindari itu, timnya mengembangkan “tata bahasa grafik” – serangkaian batasan pada pengaturan komponen robot. Misalnya ruas tungkai yang berdampingan harus disambung dengan ruas, bukan ruas tungkai lainnya. Aturan semacam itu memastikan setiap desain yang dihasilkan komputer berfungsi, setidaknya pada tingkat dasar.

Zhao mengatakan aturan tata bahasanya tidak terinspirasi oleh robot lain tetapi oleh hewan – khususnya artropoda. Invertebrata ini termasuk serangga, laba-laba, dan lobster. Sebagai sebuah kelompok, artropoda adalah kisah sukses evolusioner, terhitung lebih dari 80 persen spesies hewan yang diketahui. “Mereka dicirikan dengan memiliki badan pusat dengan jumlah segmen yang bervariasi. Beberapa segmen mungkin memiliki kaki yang terpasang,” kata Zhao. “Dan kami memperhatikan bahwa itu cukup untuk menggambarkan tidak hanya artropoda tetapi juga bentuk yang lebih dikenal,” termasuk hewan berkaki empat. Zhao mengadopsi aturan yang diilhami oleh arthropoda, sebagian berkat fleksibilitas ini, meskipun dia menambahkan beberapa perkembangan mekanis. Misalnya, dia mengizinkan komputer untuk menyulap roda, bukan kaki.

Sebuah barisan robot

Dengan menggunakan tata bahasa grafik Zhao, RoboGrammar beroperasi dalam tiga langkah berurutan: menentukan masalah, menyusun solusi robotik yang mungkin, lalu memilih yang optimal. Definisi masalah sebagian besar jatuh ke pengguna manusia, yang memasukkan sekumpulan komponen robotik yang tersedia, seperti motor, kaki, dan segmen penghubung. “Itu kunci untuk memastikan robot terakhir benar-benar dapat dibuat di dunia nyata,” kata Zhao. Pengguna juga menentukan variasi medan yang akan dilalui, yang dapat mencakup kombinasi elemen seperti anak tangga, area datar, atau permukaan licin.

Dengan masukan ini, RoboGrammar kemudian menggunakan aturan tata bahasa grafik untuk merancang ratusan ribu struktur robot yang potensial. Beberapa samar terlihat seperti mobil balap. Yang lain terlihat seperti laba-laba, atau orang yang melakukan push-up. “Sangat menginspirasi bagi kami untuk melihat variasi desain,” kata Zhao. “Ini jelas menunjukkan ekspresi tata bahasa.” Tetapi meskipun tata bahasanya dapat menghasilkan kuantitas, desainnya tidak selalu berkualitas optimal.

Memilih desain robot terbaik membutuhkan pengendalian setiap gerakan robot dan mengevaluasi fungsinya. “Sampai sekarang, robot-robot ini hanyalah struktur,” kata Zhao. Pengontrol adalah sekumpulan instruksi yang menghidupkan struktur tersebut, mengatur urutan gerakan berbagai motor robot. Tim mengembangkan pengontrol untuk setiap robot dengan algoritme yang disebut Kontrol Prediktif Model, yang memprioritaskan gerakan maju cepat.

“Bentuk dan pengontrol robot sangat terkait,” kata Zhao, “itulah sebabnya kami harus mengoptimalkan pengontrol untuk setiap robot satu per satu.” Setelah setiap robot yang disimulasikan bebas bergerak, para peneliti mencari robot berperforma tinggi dengan “pencarian heuristik grafik”. Algoritme jaringan saraf ini mengambil sampel dan mengevaluasi set robot secara berulang, dan mempelajari desain mana yang cenderung bekerja lebih baik untuk tugas tertentu. “Fungsi heuristik meningkat seiring waktu,” kata Zhao, “dan pencarian menyatu ke robot yang optimal.”

Ini semua terjadi sebelum perancang manusia mengambil sekrup.

“Pekerjaan ini merupakan pencapaian puncak dalam upaya 25 tahun untuk secara otomatis merancang morfologi dan kontrol robot,” kata Hod Lipson, seorang insinyur mesin dan ilmuwan komputer di Universitas Columbia, yang tidak terlibat dalam proyek tersebut. “Ide menggunakan tata bahasa bentuk telah ada untuk sementara waktu, tetapi tidak ada ide yang dieksekusi secantik dalam karya ini. Begitu kita bisa mendapatkan mesin untuk merancang, membuat, dan memprogram robot secara otomatis, semua taruhan dibatalkan.”

Zhao bermaksud sistem itu sebagai percikan kreativitas manusia. Dia menggambarkan RoboGrammar sebagai “alat bagi perancang robot untuk memperluas ruang struktur robot yang mereka gunakan.” Untuk menunjukkan kelayakannya, timnya berencana membangun dan menguji beberapa robot optimal RoboGrammar di dunia nyata. Zhao menambahkan bahwa sistem tersebut dapat diadaptasi untuk mengejar tujuan robotik di luar lintasan medan. Dan dia mengatakan RoboGrammar dapat membantu mengisi dunia virtual. “Katakanlah dalam sebuah video game Anda ingin menghasilkan banyak jenis robot, tanpa seorang seniman harus membuatnya masing-masing,” kata Zhao. “RoboGrammar akan segera bekerja untuk itu.”

Satu hasil yang mengejutkan dari proyek ini? “Kebanyakan desain akhirnya menjadi berkaki empat pada akhirnya,” kata Zhao. Mungkin perancang robot manual benar selama ini tertarik pada hewan berkaki empat. “Mungkin memang ada sesuatu untuk itu.”

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Lagutogel/a>