Robôs da Próxima Geração Aprendem com a Linguagem do Dia a Dia
Pesquisadores estão criando robôs que entendem instruções simples de humanos pra realizar tarefas melhores.
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Índice
Os Robôs estão se tornando mais comuns em fábricas e outros locais de trabalho. Pra deixar essas máquinas mais fáceis de usar, pesquisadores estão trabalhando em sistemas que conseguem entender instruções simples em uma linguagem do dia a dia. Isso faria com que as pessoas conseguissem se comunicar com os robôs de um jeito mais natural, facilitando a configuração deles pra diferentes Tarefas. Um foco importante é desenvolver maneiras desses robôs aprenderem a realizar tarefas através de exemplos e instruções.
O Desafio de Aprender com Humanos
Ensinar robôs a imitar ações humanas tem sido bem-sucedido em várias áreas, como pegar objetos, construir coisas e até em procedimentos médicos. Porém, esses métodos costumam precisar de muitos exemplos bem marcados, o que pode ser difícil e demorado de conseguir. Às vezes, o que um robô aprendeu pode não funcionar direito se ele enfrentar uma tarefa que é parecida, mas não igual. Isso fez com que os cientistas buscassem maneiras de ajudar os robôs a aprender tarefas que não foram ensinadas diretamente.
Apesar desses problemas, modelos mais novos que usam diferentes tipos de dados juntos têm mostrado grande sucesso no ensino de robôs. Por exemplo, um modelo chamado Palm-E consegue pegar instruções faladas em Linguagem Natural e transformar em comandos de movimento para braços robóticos. Esse modelo e outros parecidos estão ajudando os pesquisadores a encontrarem maneiras melhores de projetar robôs que consigam aprender várias tarefas de forma eficaz.
Uma Nova Abordagem para Geração de Comportamento
Pra permitir que os robôs realizem diversas tarefas, foi criado um novo método. Esse método usa o que chamam de primitivos de movimento, que são movimentos básicos que um robô pode executar. Combinando esses movimentos simples, os robôs conseguem aprender a realizar tarefas mais complicadas. O objetivo é criar um sistema onde a capacidade do robô de realizar movimentos possa ser verificada facilmente.
Pra fazer isso, os pesquisadores desenvolveram um jeito dos robôs gerarem comportamentos com base em instruções dadas em linguagem natural. O sistema pega as instruções, quebra em etapas e usa os primitivos de movimento pra completar essas etapas. Se fizer tudo certo, o sistema pode garantir que o robô conseguirá realizar a tarefa desejada de forma segura e eficaz.
Verificando os Comportamentos do Robô
Pra que as ações do robô sejam consideradas bem-sucedidas, os pesquisadores desenvolveram um Processo de Verificação. Isso significa que, depois que um robô realiza uma tarefa, o sistema checa se a tarefa foi completada como esperado. O processo analisa os movimentos feitos e as condições em que foram realizados, garantindo que tudo saiu como planejado.
Esse sistema de verificação ajuda a tranquilizar os usuários de que o robô pode ser confiável pra fazer as tarefas corretamente. Quando um robô aprende um novo comportamento, o sistema vai manter um registro de quão bem ele se saiu pra que isso possa ser conferido em tarefas futuras. Assim, se o robô encontrar uma nova situação, o sistema de verificação ainda pode ser aplicado.
Aplicações Práticas
Uma maneira que esse sistema foi demonstrado é através de um robô encarregado de explorar uma área pra achar um objetivo específico. Em um ambiente simulado, o robô recebe informações sobre os arredores e precisa se mover evitando obstáculos. O robô segue um conjunto de comportamentos que foram gerados com base nas instruções, conferindo seu progresso usando o processo de verificação.
Outro exemplo envolve um braço robótico usado pra pegar material, como areia, de um recipiente pra outro. O braço foi programado com movimentos básicos, mas precisa se adaptar a diferentes ambientes. Nesse caso, o robô pergunta repetidamente a um usuário como ele deve se mover, permitindo ajustes baseados no feedback em tempo real.
O robô que pega a areia primeiro precisa entender onde deve posicionar seu braço pra tirar a areia corretamente. O sistema ajuda o usuário a definir a posição certa, e uma vez que isso é estabelecido, o robô pode realizar a tarefa de pegar a areia. Assim como na tarefa de exploração, esse processo é verificado pra garantir que o robô esteja realizando a tarefa corretamente toda vez.
Conclusão
Em resumo, os pesquisadores estão fazendo avanços significativos no desenvolvimento de robôs que conseguem entender e seguir instruções simples dadas em linguagem do dia a dia. Usando uma mistura de primitivos de movimento e um processo de verificação sólido, esses robôs conseguem aprender a completar tarefas de forma eficaz. A flexibilidade desse sistema permite que os robôs se adaptem e atuem em diversos ambientes, tornando-os mais úteis em situações do mundo real.
À medida que os robôs industriais se tornam mais comuns, esse tipo de tecnologia melhora como nos comunicamos com as máquinas. Ao permitir uma interação mais fácil e um desempenho mais confiável, isso vai levar a uma maior eficiência e produtividade nos locais de trabalho. Conforme o trabalho continua nessa área, podemos esperar ainda mais avanços que tornam os robôs uma parte ainda mais essencial das nossas vidas.
Título: Verifiable Learned Behaviors via Motion Primitive Composition: Applications to Scooping of Granular Media
Resumo: A robotic behavior model that can reliably generate behaviors from natural language inputs in real time would substantially expedite the adoption of industrial robots due to enhanced system flexibility. To facilitate these efforts, we construct a framework in which learned behaviors, created by a natural language abstractor, are verifiable by construction. Leveraging recent advancements in motion primitives and probabilistic verification, we construct a natural-language behavior abstractor that generates behaviors by synthesizing a directed graph over the provided motion primitives. If these component motion primitives are constructed according to the criteria we specify, the resulting behaviors are probabilistically verifiable. We demonstrate this verifiable behavior generation capacity in both simulation on an exploration task and on hardware with a robot scooping granular media.
Autores: Andrew Benton, Eugen Solowjow, Prithvi Akella
Última atualização: 2023-09-26 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2309.14894
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.14894
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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