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# Informatique# Robotique

Le rôle croissant des robots dans la société

Les robots apprennent à s'adapter et à accomplir des tâches dans différents domaines.

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Dans le monde d'aujourd'hui, les robots deviennent super courants. On les trouve dans les usines, chez les gens, et même dans les hôpitaux. Cet article explore comment les robots sont utilisés et ce que ça signifie pour l'avenir. Le principal sujet sera comment les robots peuvent apprendre et effectuer des tâches, les données utilisées pour les entraîner, et les défis à relever pour les rendre plus efficaces.

L'essor des robots

Les robots ont fait du chemin depuis leur invention. Ils ne sont plus juste des machines qui effectuent des tâches simples. Les robots modernes peuvent apprendre et s'adapter à de nouvelles situations. Cette capacité les rend précieux dans plusieurs domaines. De la fabrication à la santé, les robots prennent des emplois qui étaient autrefois faits par des humains. Au fur et à mesure qu'ils deviennent plus avancés, il est important de comprendre comment ils apprennent et comment on peut les améliorer.

Apprendre à manipuler

Une des compétences clés pour les robots, c'est la Manipulation - ça veut dire comment ils s'occupent et déplacent des objets. Pour qu'un robot soit efficace, il doit apprendre à effectuer des tâches dans une variété d'environnements. Ça implique pas seulement de ramasser des objets, mais aussi de comprendre comment les utiliser dans différents contextes. Par exemple, un robot pourrait avoir besoin de prendre une tasse sur une table ou de mettre des ingrédients dans une casserole.

Pour enseigner aux robots comment manipuler des objets, les chercheurs collectent des données sur la façon dont différentes tâches sont effectuées. Ces données sont essentielles pour entraîner les robots à comprendre le monde qui les entoure. Plus les données sont variées, mieux le robot peut apprendre à gérer différentes situations.

Collecte de données pour l'entraînement des robots

Collecter des données pour entraîner les robots est un processus complexe. Ça implique de mettre en place différents environnements et d'enregistrer comment les robots interagissent avec les objets. C'est un défi physique, car chaque environnement peut avoir des objets, des surfaces et des agencements uniques.

Les chercheurs rassemblent des données en faisant contrôler les robots par des personnes pour effectuer des tâches, et des capteurs sont utilisés pour capturer les détails de chaque interaction. Par exemple, le robot pourrait être invité à ramasser un jouet, et ses mouvements sont enregistrés sous plusieurs angles pour comprendre comment mieux effectuer la tâche. Ces données sont ensuite utilisées pour entraîner des modèles qui apprennent aux robots comment se comporter dans des situations similaires.

Défis de la collecte de données

Un des plus gros défis pour créer des données d'entraînement, c'est de s'assurer qu'elles soient diverses. Les robots ont besoin d'apprendre à partir d'un large éventail d'expériences pour bien performer dans la vraie vie. Si les robots ne sont formés que dans des environnements contrôlés, ils pourraient galérer face à de nouvelles situations. S'assurer que les robots peuvent s'adapter aux changements dans leur environnement est crucial pour leur succès.

Par exemple, un robot entraîné uniquement à ramasser des tasses dans une cuisine propre pourrait échouer dans une cuisine en désordre ou un autre contexte totalement différent. C'est pour ça qu'il est important de collecter des données dans divers lieux du monde réel.

Les chercheurs font également face à des défis logistiques, y compris le besoin d'équipements spécialisés et d'une équipe de personnes pour aider à la collecte de données. Ces défis requièrent une planification et des ressources soignées.

Diversité des tâches et interaction avec les objets

Les robots doivent apprendre de nombreuses tâches différentes pour être efficaces. Ça inclut ramasser, déplacer, et placer des objets à différents endroits. Ce n'est pas suffisant qu'un robot apprenne juste une tâche ; il doit être formé sur une variété d'activités.

La diversité des tâches et des objets est essentielle pour la généralisation - la capacité du robot à appliquer ce qu'il a appris dans une situation à une autre. Par exemple, un robot qui peut ramasser des tasses devrait aussi être capable de manipuler différentes formes et tailles de tasses ou même des objets complètement différents comme des boîtes ou des bols.

Diversité des scènes

En plus de la diversité des tâches et des objets, la diversité des scènes est cruciale. Un robot doit apprendre à effectuer des tâches dans différents lieux, comme une cuisine, une chambre, ou un bureau. Chaque scène peut présenter des défis uniques, comme des conditions d'éclairage et des agencements différents.

En entraînant les robots dans diverses scènes, ils acquièrent de l'expérience qui les aide à reconnaître et s'adapter à de nouveaux environnements. C'est un peu comme les humains qui apprennent à cuisiner dans différentes cuisines ou à aménager un espace de travail dans un bureau qu'ils ne connaissent pas.

L'expérience : Collecte de données diverses

Pour améliorer l'apprentissage des robots, les chercheurs ont mis en place une expérience où ils ont collecté des données dans plusieurs endroits. L'objectif était de créer un ensemble de données riche qui englobe une grande variété de tâches, d'objets et d'environnements.

Pendant la phase de collecte de données, les robots ont été placés dans différents contextes, et des opérateurs humains les ont guidés pour effectuer des tâches. Les actions des robots ont été enregistrées avec des caméras et d'autres capteurs pour capturer tous les détails. Ça incluait des informations sur les mouvements effectués, le succès de chaque tâche et l'environnement dans lequel ils ont travaillé.

Cette collecte de données diversifiées a permis aux chercheurs de comprendre les différents défis que les robots rencontrent dans des situations du monde réel.

Performance des politiques et robustesse

Un des grands objectifs de l'apprentissage des robots est de s'assurer qu'ils peuvent effectuer des tâches efficacement dans diverses conditions. Les chercheurs évaluent les performances des robots en les testant dans des scénarios à la fois familiers et inconnus.

Dans les tests structurés, les robots qui ont été formés sur des données diverses montrent généralement une meilleure performance dans la gestion des tâches. Par exemple, un robot entraîné dans une grande variété de cuisines peut mieux s'adapter lorsqu'il est placé dans une cuisine complètement différente par rapport à un robot qui n'a été formé que dans un seul espace.

L'idée, c'est d'aider les robots à développer des politiques, ou des directives, sur la façon d'agir en fonction des données qu'ils rencontrent. Ça inclut identifier les meilleures actions à entreprendre en fonction de la situation actuelle.

Les avantages des données d'entraînement diversifiées

Des données d'entraînement diversifiées aident à améliorer significativement la performance des robots. Plus les rencontres sont variées pendant l'entraînement, mieux un robot est préparé pour des défis inattendus.

Par exemple, un robot pourrait apprendre à placer une assiette sur une table sans faire de dégâts. S'il a été entraîné dans plusieurs maisons, il peut gérer des obstacles, comme d'autres objets sur la table ou des changements dans la hauteur de la table.

Cet entraînement conduit à des robots capables d'effectuer des mouvements plus fluides et des actions plus précises, surtout quand ils sont confrontés à de nouveaux défis ou doivent travailler avec de nouveaux objets.

Ensembles de données open-source

Pour aider la communauté de recherche, beaucoup d'ensembles de données sont maintenant disponibles en open-source. Ça veut dire que n'importe qui intéressé par l'amélioration de l'apprentissage des robots peut accéder aux données collectées lors de ces expériences. Partager des ensembles de données permet la collaboration et des avancées plus rapides dans les capacités des robots.

Les ensembles de données open-source offrent la chance aux chercheurs de s'appuyer sur le travail existant et d'apporter des améliorations. De nouveaux algorithmes peuvent être testés contre ces ensembles de données pour évaluer à quel point ils pourraient bien fonctionner dans des applications du monde réel.

L'avenir des robots

À mesure que les robots continuent de se développer, l'accent sur l'apprentissage et l'adaptation restera vital. Les robots du futur devront être plus intelligents et capables de gérer des tâches diverses dans des situations quotidiennes.

La clé pour y arriver, c'est la recherche et le développement continu. En explorant comment les robots apprennent de leurs expériences et en améliorant leurs processus d'entraînement, les applications potentielles pour les robots dans notre vie quotidienne continueront de croître.

Conclusion

L'essor des robots dans nos vies quotidiennes marque une nouvelle phase excitante dans la technologie. Leur capacité à apprendre et à s'adapter est cruciale pour leur succès dans une variété de tâches et d'environnements.

En rassemblant des données diverses à travers différentes scènes, les chercheurs aident à créer des robots qui peuvent comprendre et interagir efficacement avec le monde qui les entoure. À mesure que les robots deviennent de plus en plus intégrés dans la société, leur potentiel d'améliorer nos vies et d'assister dans divers domaines ne fera qu'augmenter.

Avec la recherche continue, des ensembles de données open-source, et un accent sur la diversité dans l'entraînement, l'avenir des robots comme compagnons utiles et travailleurs efficaces ne fait que commencer.

Source originale

Titre: DROID: A Large-Scale In-The-Wild Robot Manipulation Dataset

Résumé: The creation of large, diverse, high-quality robot manipulation datasets is an important stepping stone on the path toward more capable and robust robotic manipulation policies. However, creating such datasets is challenging: collecting robot manipulation data in diverse environments poses logistical and safety challenges and requires substantial investments in hardware and human labour. As a result, even the most general robot manipulation policies today are mostly trained on data collected in a small number of environments with limited scene and task diversity. In this work, we introduce DROID (Distributed Robot Interaction Dataset), a diverse robot manipulation dataset with 76k demonstration trajectories or 350 hours of interaction data, collected across 564 scenes and 84 tasks by 50 data collectors in North America, Asia, and Europe over the course of 12 months. We demonstrate that training with DROID leads to policies with higher performance and improved generalization ability. We open source the full dataset, policy learning code, and a detailed guide for reproducing our robot hardware setup.

Auteurs: Alexander Khazatsky, Karl Pertsch, Suraj Nair, Ashwin Balakrishna, Sudeep Dasari, Siddharth Karamcheti, Soroush Nasiriany, Mohan Kumar Srirama, Lawrence Yunliang Chen, Kirsty Ellis, Peter David Fagan, Joey Hejna, Masha Itkina, Marion Lepert, Yecheng Jason Ma, Patrick Tree Miller, Jimmy Wu, Suneel Belkhale, Shivin Dass, Huy Ha, Arhan Jain, Abraham Lee, Youngwoon Lee, Marius Memmel, Sungjae Park, Ilija Radosavovic, Kaiyuan Wang, Albert Zhan, Kevin Black, Cheng Chi, Kyle Beltran Hatch, Shan Lin, Jingpei Lu, Jean Mercat, Abdul Rehman, Pannag R Sanketi, Archit Sharma, Cody Simpson, Quan Vuong, Homer Rich Walke, Blake Wulfe, Ted Xiao, Jonathan Heewon Yang, Arefeh Yavary, Tony Z. Zhao, Christopher Agia, Rohan Baijal, Mateo Guaman Castro, Daphne Chen, Qiuyu Chen, Trinity Chung, Jaimyn Drake, Ethan Paul Foster, Jensen Gao, David Antonio Herrera, Minho Heo, Kyle Hsu, Jiaheng Hu, Donovon Jackson, Charlotte Le, Yunshuang Li, Kevin Lin, Roy Lin, Zehan Ma, Abhiram Maddukuri, Suvir Mirchandani, Daniel Morton, Tony Nguyen, Abigail O'Neill, Rosario Scalise, Derick Seale, Victor Son, Stephen Tian, Emi Tran, Andrew E. Wang, Yilin Wu, Annie Xie, Jingyun Yang, Patrick Yin, Yunchu Zhang, Osbert Bastani, Glen Berseth, Jeannette Bohg, Ken Goldberg, Abhinav Gupta, Abhishek Gupta, Dinesh Jayaraman, Joseph J Lim, Jitendra Malik, Roberto Martín-Martín, Subramanian Ramamoorthy, Dorsa Sadigh, Shuran Song, Jiajun Wu, Michael C. Yip, Yuke Zhu, Thomas Kollar, Sergey Levine, Chelsea Finn

Dernière mise à jour: 2024-03-19 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2403.12945

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.12945

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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