Czym jest robot humanoidalny?
Roboty humanoidalne to dwunożne roboty ogólnego przeznaczenia, wzorowane na ludzkiej budowie i zaprojektowane do pracy z ludźmi w celu zwiększenia produktywności. Potrafią się uczyć i wykonywać różnorodne zadania, takie jak chwytanie przedmiotów, przenoszenie kontenerów, załadunek lub rozładunek pudeł i wiele innych.
Techoteka wyjaśnia jak działają roboty humanoidalne?
Roboty humanoidalne uczą się i adaptują szybciej niż kiedykolwiek wcześniej, wykorzystując modele sztucznej inteligencji do postrzegania, wykrywania, planowania i autonomicznego wykonywania złożonych zadań w szerokim zakresie warunków. Roboty te są wyposażone w zaawansowane siłowniki, czujniki oraz wbudowane komputery i oprogramowanie, które pomagają im poruszać się i wchodzić w interakcje, naśladując ludzką zręczność, a nawet samodzielnie się poruszać. Roboty uczą się różnych ruchów i reakcji w symulowanych środowiskach, aby mogły radzić sobie z nieprzewidywalnością rzeczywistych scenariuszy.
Po rygorystycznym szkoleniu z zakresu sztucznej inteligencji, zoptymalizowane modele i procesy oprogramowania są wdrażane w pokładowych systemach komputerowych robota. Połączenie efektywnych obliczeń na chipie, sztucznej inteligencji, siłowników, czujników, manipulacji, zręczności i zasad lokomocji sprawia, że roboty humanoidalne są niezwykle wszechstronne i mogą wykonywać różnorodne zadania.
Ponieważ nasz świat został stworzony przez ludzi dla ludzi, roboty humanoidalne wyróżniają się swoją zdolnością do efektywnego działania w środowiskach zorientowanych na człowieka, przy minimalnych modyfikacjach.
Czytaj również: 12 najpopularniejszych robotów humanoidalnych na świecie w 2025
Jak są szkolone roboty humanoidalne?
Uczenie się robotów opiera się na adaptacyjnych algorytmach i kompleksowym szkoleniu zarówno w środowisku wirtualnym, jak i rzeczywistym. Pozwala to robotom humanoidalnym nabywać i doskonalić złożone umiejętności, takie jak poruszanie się na dwóch nogach, manipulowanie obiektami i interakcje społeczne.
Programiści korzystają ze zoptymalizowanego pakietu oprogramowania, który obejmuje potoki pobierania i przetwarzania danych, frameworki szkoleniowe oraz skonteneryzowane mikrousługi, aby zapewnić skalowalne i wydajne szkolenie. Modele bazowe sztucznej inteligencji, środowiska symulacyjne, dane syntetyczne oraz specjalistyczne techniki uczenia, takie jak uczenie przez wzmacnianie i uczenie przez imitację, są wykorzystywane do szkolenia robotów w zakresie wykonywania zadań, takich jak chwytanie obiektów lub pokonywanie przeszkód w różnych scenach.
Szkolenie wykorzystuje cyfrowe bliźniaki, które dokładnie symulują rzeczywiste scenariusze, zapewniając modelom robotów bezpieczne środowisko do nauki i doskonalenia. Eliminuje to ryzyko uszkodzeń fizycznych i umożliwia szybszą iterację poprzez jednoczesne szkolenie wielu różnych modeli. Podczas symulacji operatorzy mogą łatwo wprowadzać zmienność i szum do scen, zapewniając modelom robotów bogatszy zestaw danych doświadczalnych, z których mogą się uczyć.
Gdy umiejętności robota zostaną odpowiednio dopracowane w świecie cyfrowym, modele można wdrożyć do prawdziwego robota. W niektórych przypadkach szkolenie jest kontynuowane, a robot działa i ćwiczy w świecie rzeczywistym.
Do ważnych, rozwijających się technik szkolenia robotów humanoidalnych należą:
- Uczenie maszynowe: Roboty humanoidalne są wyposażone w algorytmy uczenia maszynowego, które pozwalają im analizować dane, uczyć się na podstawie wcześniejszych działań i przetwarzać dane z czujników, aby podejmować świadome decyzje w czasie rzeczywistym.
- Uczenie przez naśladowanie: Roboty humanoidalne mogą nabywać nowe umiejętności, naśladując ruchy demonstrowane przez ludzi. Działania te są rejestrowane przez czujniki lub kamery, a następnie tłumaczone na polecenia robota, które naśladują zaobserwowane zachowania. To podejście jest szczególnie przydatne w nauczaniu robotów złożonych, niuansowanych zadań, które trudno skodyfikować za pomocą tradycyjnych metod programowania.
- Uczenie przez wzmacnianie: W tej technice algorytm wykorzystuje równanie matematyczne, aby nagradzać roboty za prawidłowe działania i karać je za nieprawidłowe. Poprzez metodę prób i błędów oraz powiązany z nią system nagród, robot adaptuje się i poprawia swoje osiągi z czasem.
Jakie są korzyści z robotów humanoidalnych?
Celem robotów humanoidalnych jest wydajne działanie w środowiskach stworzonych dla ludzi. Umożliwi to postęp w automatyzacji bez konieczności przeprojektowywania przestrzeni dla robotów. Roboty humanoidalne mają ogromny potencjał, aby przynieść liczne korzyści magazynom i centrom dystrybucyjnym, sklepom stacjonarnym, placówkom służby zdrowia i innym.
- Interakcja człowiek-robot: Wzorowane na ludzkim ciele, roboty humanoidalne mogą współpracować z ludźmi przy różnorodnych zadaniach.
- Wszechstronność i adaptowalność: Roboty humanoidalne mogą korzystać z narzędzi i infrastruktury pierwotnie zaprojektowanych do użytku przez ludzi.
- Produktywność: Roboty humanoidalne usprawniają wykonywanie rutynowych zadań, działając w tym samym środowisku co inni pracownicy.
- Większe bezpieczeństwo: Roboty humanoidalne mogą wykonywać niebezpieczne zadania i działać w miejscach narażonych na niebezpieczeństwo. Może to zmniejszyć liczbę wypadków w miejscu pracy i konieczność narażania ludzi na niebezpieczne sytuacje, w tym w warunkach przemysłowych i podczas reagowania na katastrofy.
Jakie są rzeczywiste zastosowania robotów humanoidalnych?
Od produkcji po opiekę zdrowotną, od reagowania na katastrofy po obsługę klienta, roboty humanoidalne mogą poprawić bezpieczeństwo, produktywność i doświadczenia użytkowników. Chociaż większość zastosowań robotów humanoidalnych znajduje się na wczesnym etapie badań i rozwoju, istnieje ogromne zainteresowanie ich potencjałem w zakresie wspomagania pracy ludzkiej w różnych branżach.
Produkcja
Producenci mogą wykorzystywać roboty humanoidalne w fabrykach do automatyzacji procesów i współpracy z ludźmi. Dzięki stopniom swobody (DOF) zbliżonym do ludzkiej elastyczności, roboty humanoidalne mogą obsługiwać części, wspomagając zadania na linii montażowej, wykonywać powtarzalne lub wymagające wysiłku fizycznego prace oraz przeprowadzać kontrole i konserwację.
Magazynowanie i logistyka
Roboty humanoidalne mogą wykonywać zadania takie jak kompletowanie i pakowanie produktów, odbieranie dostaw, zarządzanie zapasami i obsługa materiałów wymagających delikatnej manipulacji. Mogą również współpracować z innymi robotami, takimi jak ramiona robotyczne i autonomiczne roboty mobilne, a także ze swoimi ludzkimi odpowiednikami.
Opieka zdrowotna
Oczekuje się, że roboty humanoidalne będą uzupełniać pracę ludzkich pracowników służby zdrowia, potencjalnie rewolucjonizując opiekę nad pacjentami, funkcjonowanie placówek opieki zdrowotnej i procedury medyczne.
Asystenci domowi
Roboty humanoidalne mogą wykonywać codzienne czynności, takie jak sprzątanie, gotowanie i pranie. Dzięki przetwarzaniu języka naturalnego i uczeniu maszynowemu mogą nawet komunikować się z ludźmi i dostosowywać się do ich rutynowych czynności i preferencji.
Obsługa klienta
Roboty humanoidalne mogą być zatrudniane w obsłudze klienta w sklepach detalicznych, na lotniskach, w hotelach i innych miejscach publicznych. Mogą udzielać informacji, oprowadzać klientów po różnych lokalizacjach i odpowiadać na podstawowe pytania – zwiększając zarówno wydajność operacyjną, jak i zadowolenie klientów.