2019年12月10日 星期二
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讓機器人服務你和為你開車,安心嗎?TYOTA 豐田研發中心測試探索機器人的可信度
AUTONET記者:趙惠群(07/02/2019)
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趨勢專家早已預測,機器人在不久的將來將會奪走許多人的工作,生活中許多事由機器人代勞,包括開車這件事。不過機器人是否會愈幫愈忙?是否會帶來一些無法預期的風險? TOYOTA集團北美的TRI研究中心(Toyota Research Institute),就針對機器人的可信賴度展開實驗研發計畫,負責機器人研發的 TRI副總裁Russ Tedrake博士分享他的研究心得。

Russ Tedrake博士表示,家裡有一名機器人,可以和你一起收拾雜物、折疊衣服、做飯、洗碗,在客人到達之前整理家裡,這難道不是教人感到驚奇的事嗎?對於我們有些人來說,機器人助理,就像是一名隊友,只是一種便利的設計。但對於其他人來說,包括正不斷增長的老年人口,這樣的應用設施可能會是展家或照護重要的設備。正確,我們相信這些機器人的功能將放大,來提升人們的生活能力,讓我們能夠享受更長壽、更健康的生活。

關於未來數十年的預測,主要是來自於科幻小說和大眾娛樂事業的推波助瀾,激發了社會大眾對於機器人的期待,那就是有一天家中會出現一台家用機器人。多年來,TOYOTA一直致力於實現這樣的理想,並努力設計出如何安全而更有能力的機器人,導入到家庭生活的結構中。

Russ Tedrake博士指出,儘管在這個時代人們在機器人技術上已取得大幅的進步,不過迄今我們在居家生活中看到的機器人,主要是吸塵器和一些玩具。大多數人還沒有意識到當今最好的機器人離完成基本家務有多遠。當人們在Youtube昀影片上,看到工廠大量使用機器人手臂而感到印象深刻,他們心中理所當然會聯想到這些機器人應該也可以運用在居家生活中。

不過為什麼居家用機器並沒有那麼快進入人們的生活? Russ Tedrake博士表示,

問題的關鍵在於可信賴度。例如你有一個機器人,它可以幫你把碗盤放進洗碗機裡清洗,可是它老是一星期會打破一個盤子,你會怎麼辦?又假如你的孩子在學校勞作課,做了一個上頭有寫了「老爸第一」的馬克杯,,但是機器人認為那是垃圾,把它丟進垃圾桶,所以呢?

將機器人帶入家庭生活,要面對許多還無法解決的問題,家庭和工廠的無菌、可控和可程式設計環境不同,家庭是一個非結構化和多樣化的地方。儘管人工智慧 (AI) 和機器學習 (ML) 最近取得了進步,但是仍無法 確保機器人能應付家庭環境的複雜性。Russ Tedrake博士提供了一段影片,展示科學家如何探索和解決可靠性差距所要面對挑戰。我們使用機器人在洗碗機中擺放餐具做為示 範說明。我們的追求不是設計一個會把碗盤放進洗碗機的機器人,而是使用這項任務做為我們 的開發工具和演算法的手段,它們未來可倒過來應用於許多不同的實務中。我們的重點不是硬體,這就是為什麼我們在這次展演中使用的是工廠機器人手臂,而不是使用一個經過設計更適合家庭廚房的機器人手臂。

在Russ Tedrake博士的展演示,機器人使用安裝在水槽周圍的立體攝像機和深度學習演算法,來感知水槽中的物體。今天有許多機器人幾乎有能力撿拾何物體,機器人不需要對物體有太多的瞭解,它們只要能感知物體基本幾何形狀就可以。例如,機器人的演算法不需要去識別物件是否是毛絨玩具、牙刷或咖啡杯。在大多數情況下,機器人只要能撿拾物品,再放到另一個位置。在機器人世界中,這種機器人「拿起來和放下」。

不過放碗盤到洗碗機比大多數機器人學家目前演示的要困難得多,它需要更多的對物體的瞭解。機器人不僅必須識別杯子或盤子或雜物,還必須瞭解每個物體的形狀、位置和方向,以便將它們精準地放入洗碗機中。

機器人有一個相對簡單的手,一雙指夾器,抓握杯子並不難,不過拿盤子比較複雜,因為盤子比較大,接觸面大,,指夾器要精巧地拿住盤子。另外,銀器也可能比較棘手,它體積小,表面有光澤,會讓機器人攝影機很難捕捉影像。同樣地,機器人運用在自動駕駛也會碰到更多的複雜性。

因此科學家接下來工作的重點就是開發演算法,以便每當我們發現新的障礙和問題,機器人會有具備自動「修正」能力的感知演算法或控制器。如此在未來面對複雜狀況,能自動修正錯誤,從經驗中學習。而TRI事實上一直以來都在開發自動駕駛的精密演算法,洗碗機的機器人的實驗應該也能對自動駕駛帶來許多啟發。

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