De ce roboții umanoizi au nevoie de propriile reguli de siguranță

Anul trecut, un robot umanoid de depozit numit Digit s-a apucat de treabă, manipulând cutii de Spanx. Digit poate ridica cutii de până la 16 kilograme între cărucioare și benzi transportoare, preluând o parte din munca mai grea pentru colegii săi umani. Lucrează într-o zonă restricționată, definită, separată de lucrătorii umani prin panouri fizice sau bariere laser. Asta pentru că, deși Digit este de obicei stabil pe picioarele sale robotice, care au o îndoire distinctă a genunchilor înapoi, uneori cade. De exemplu, la un târg comercial din martie, părea să mute cu abilitate cutiile până când... s-a prăbușit brusc, lovindu-se cu fața pe podeaua de beton și scăpând containerul pe care îl căra.

Riscul ca acest tip de defecțiune să se întâmple în preajma oamenilor este destul de înfricoșător. Nimeni nu vrea ca o mașinărie de 1,8 metri înălțime și 65 de kilograme să se răstoarne peste el sau ca un braț robotic să se izbească accidental de o parte sensibilă a corpului. „Gâtul tău este un bun exemplu”, spune Pras Velagapudi, director tehnic la Agility Robotics, producătorul Digit. „Dacă un robot l-ar lovi, chiar și cu o fracțiune din forța de care ar avea nevoie pentru a transporta o sacoșă de 22 de kilograme, ar putea răni grav o persoană.”

Stabilitatea fizică – adică capacitatea de a evita răsturnarea – este principala preocupare de siguranță identificată de un grup care explorează noi standarde pentru roboții umanoizi. Grupul de studiu IEEE Humanoid susține că umanoizii diferă de alți roboți, cum ar fi brațele industriale sau roboții mobili existenți, în moduri cheie și, prin urmare, necesită un nou set de standarde pentru a proteja siguranța operatorilor, a utilizatorilor finali și a publicului larg. Grupul și-a împărtășit concluziile inițiale cu MIT Recenzie tehnologică și intenționează să publice raportul complet la sfârșitul acestei veri. Acesta identifică provocări distincte, inclusiv riscuri fizice și psihosociale, precum și probleme precum confidențialitatea și securitatea, pe care consideră că organizațiile de standardizare trebuie să le abordeze înainte ca umanoizii să înceapă să fie utilizați în scenarii mai colaborative.    

În timp ce umanoizii sunt abia fac primii pași timizi în aplicațiile industriale, scopul final este ca acestea să funcționeze în apropierea oamenilor; Un motiv pentru care roboții sunt realizați în primul rând în formă umană este acela că pot naviga mai ușor în mediile pe care le-am proiectat în jurul nostru. Aceasta înseamnă că vor trebui să poată împărți spațiul cu oamenii, nu doar să stea în spatele barierelor de protecție. Dar, mai întâi, trebuie să fie în siguranță.

O caracteristică distinctivă a umanoizilor este că sunt „stabili dinamic”, spune Aaron Prather, director la organizația de standardizare ASTM International și președintele grupului IEEE. Aceasta înseamnă că au nevoie de putere pentru a rămâne în poziție verticală; își exercită forța prin picioare (sau alte membre) pentru a-și menține echilibrul. „În robotica tradițională, dacă se întâmplă ceva, apeși butonul mic roșu, se întrerupe alimentarea, se oprește”, spune Prather. „Nu poți face asta cu adevărat cu un umanoid.” Dacă faci asta, robotul va cădea probabil – ceea ce ar putea reprezenta un risc mai mare.

Frâne mai lente

Cum ar putea arăta o funcție de siguranță dacă nu este o oprire de urgență? Agility Robotics implementează câteva funcții noi în cea mai recentă versiune a Digit pentru a încerca să rezolve problema răsturnării. În loc să își piardă instantaneu puterea (și probabil să cadă), robotul ar putea decelera mai ușor atunci când, de exemplu, o persoană se apropie prea mult. „Practic, robotul are la dispoziție o perioadă fixă de timp pentru a încerca să se apropie într-o stare sigură”, spune Velagapudi. Poate că lasă jos orice transportă și se lasă în patru labe înainte de a se opri.

Roboți diferiți ar putea aborda problema în moduri diferite. „Vrem să standardizăm obiectivul, nu modul de a ajunge la acesta”, spune Federico Vicentini, șeful departamentului de siguranță a produselor de la Boston Dynamics. Vicentini prezidează un grup de lucru la Organizația Internațională de Standardizare (ISO) pentru... dezvoltă un nou standard dedicat siguranței roboților industriali care necesită control activ pentru a menține stabilitatea (experții de la Agility Robotics sunt, de asemenea, implicați). Ideea, spune el, este de a stabili așteptări clare în materie de siguranță, fără a limita inovația din partea producătorilor de roboți și componente: „Modul de rezolvare a problemei depinde de proiectant.”

Încercarea de a stabili standarde universale, respectând în același timp libertatea de design, poate prezenta însă provocări. În primul rând, cum definiți un robot umanoid? Trebuie să aibă picioare? Brațe? Un cap? 

„Una dintre recomandările noastre este că poate ar trebui să renunțăm complet la termenul «umanoid»”, spune Prather. Grupul său susține un sistem de clasificare pentru roboții umanoizi care ar lua în considerare capacitățile, comportamentul și cazurile de utilizare preconizate ale acestora, mai degrabă decât aspectul lor. Standardul ISO la care lucrează Vicentini se referă la toți roboții mobili industriali „cu stabilitate controlată activ”. Acest lucru s-ar aplica la fel de mult cvadrupedului Spot, asemănător unui câine, al Boston Dynamics, cât și umanoidului său biped Atlas și ar putea acoperi în egală măsură roboții cu roți sau alt tip de mobilitate.

Cum să vorbești robot

Pe lângă problemele de siguranță fizică, umanoizii reprezintă o provocare de comunicare. Dacă vor să împartă spațiul cu oamenii, vor trebui să recunoască momentul în care cineva este pe cale să le traverseze calea și să își comunice propriile intenții într-un mod pe care toată lumea îl poate înțelege, la fel cum mașinile folosesc lumini de frână și indicatoare pentru a arăta intenția șoferului. Digit are deja lumini care să-i arate starea și direcția în care se deplasează, spune Velagapudi, dar va avea nevoie de indicatoare mai bune dacă va lucra în mod cooperativ și, în cele din urmă, în colaborare cu oamenii. 

„Dacă Digit va merge pe un culoar în fața ta, nu vrei să fii surprins de asta”, spune el. Robotul ar putea folosi comenzi vocale, dar sunetul singur nu este practic pentru un mediu industrial zgomotos. Ar putea fi și mai confuz dacă ai mai mulți roboți în același spațiu - care dintre ei încearcă să-ți atragă atenția?

Există, de asemenea, un efect psihologic care diferențiază umanoizii de alte tipuri de roboți, spune Prather. În mod natural, antropomorfizăm roboții care arată ca noi, ceea ce ne poate duce la supraestimarea abilităților lor și la frustrarea noastră dacă nu se ridică la înălțimea acestor așteptări. „Uneori, îți lași garda jos în privința siguranței sau așteptările tale legate de ceea ce poate face robotul respectiv, comparativ cu realitatea, devin și mai mari”, spune el. Aceste probleme sunt deosebit de problematice atunci când roboții sunt destinați să îndeplinească roluri care implică muncă emoțională sau sprijin pentru persoanele vulnerabile. Raportul IEEE recomandă ca orice standarde să includă evaluări ale siguranței emoționale și politici care „atenuează stresul psihologic sau alienarea”.

Pentru a fundamenta raportul, Greta Hilburn, designer centrat pe utilizator la Universitatea de Achiziții de Apărare din SUA, a realizat sondaje cu o gamă largă de persoane care nu sunt ingineri pentru a-și face o idee despre așteptările lor legate de roboții umanoizi. Oamenii își doreau în mare măsură roboți care să poată forma expresii faciale, să citească microexpresiile oamenilor și să folosească gesturi, voce și haptic pentru a comunica. „Își doreau totul - ceva ce nu există”, spune ea.

Evadarea din depozit

Interacțiunea om-robot corectă ar putea fi esențială dacă umanoizii vor să părăsească spațiile industriale și să se mute în alte contexte, cum ar fi spitalele, mediile de îngrijire a persoanelor în vârstă sau locuințele. Acest lucru este deosebit de important pentru roboții care ar putea lucra cu populații vulnerabile, spune Hilburn. „Daunele care pot fi produse în cadrul unei interacțiuni cu un robot dacă acesta nu este programat să vorbească într-un mod care să facă o ființă umană să se simtă în siguranță, fie că este vorba de un copil sau de o persoană în vârstă, ar putea avea cu siguranță diferite tipuri de consecințe”, spune ea.

Recomandările grupului IEEE includ permiterea unei suprascrieri umane, standardizarea unor indicii vizuale și auditive și alinierea aspectului robotului cu capacitățile sale, astfel încât să nu inducă în eroare utilizatorii. Dacă un robot arată ca un om, spune Prather, oamenii se vor aștepta ca acesta să fie capabil să poarte o conversație și să dea dovadă de inteligență emoțională; dacă poate de fapt doar să îndeplinească sarcini mecanice de bază, acest lucru ar putea cauza confuzie, frustrare și pierderea încrederii. 

„E cam ca niște automate de casă”, spune el. „Nimeni nu se așteaptă să vorbească cu tine sau să te ajute cu cumpărăturile, pentru că sunt în mod clar automate. Dar dacă ar arăta ca un angajat prietenos și apoi ar repeta doar «Vă rugăm să scanați următorul articol», oamenii s-ar enerva.”

Atât Prather, cât și Hilburn subliniază nevoia de incluziune și adaptabilitate în ceea ce privește interacțiunea om-robot. Poate un robot să comunice cu persoane surde sau nevăzătoare? Va fi capabil să se adapteze la așteptarea puțin mai lungă pentru persoanele care ar putea avea nevoie de mai mult timp pentru a răspunde? Poate înțelege diferite accente?

„Ar putea fi nevoie și de standarde diferite pentru roboții care operează în medii diferite”, spune Prather. „Un robot care lucrează într-o fabrică alături de oameni antrenați să interacționeze cu el este un lucru, dar un robot conceput să ajute acasă sau să interacționeze cu copiii într-un parc tematic este o altă propunere. Cu toate acestea, cu câteva reguli generale de bază stabilite, publicul ar trebui să poată înțelege în cele din urmă ce fac roboții oriunde îi întâlnește. Nu este vorba despre a fi prescriptiv sau a împiedica inovația”, spune el, ci despre stabilirea unor linii directoare de bază, astfel încât producătorii, autoritățile de reglementare și utilizatorii finali să știe la ce să se aștepte: „Spunem doar că trebuie să atingi acest prag minim - și suntem cu toții de acord că sub acesta este rău.”

Raportul IEEE este conceput ca un îndemn la acțiune pentru organizațiile de standardizare, precum grupul ISO al lui Vicentini, pentru a începe procesul de definire a acestui standard. Este încă devreme pentru roboții umanoizi, spune Vicentini - nu am văzut încă stadiul actual al tehnologiei - dar este mai bine să se pună în aplicare anumite mecanisme de control și echilibru, astfel încât industria să poată avansa cu încredere. Standardele îi ajută pe producători să își construiască încrederea în produsele lor și facilitează vânzarea lor pe piețele internaționale, iar autoritățile de reglementare se bazează adesea pe ele atunci când își elaborează propriile reguli. Având în vedere diversitatea actorilor din domeniu, va fi dificil să se creeze un standard asupra căruia toată lumea să fie de acord, spune Vicentini, dar „toată lumea la fel de nemulțumită este suficient de bună”.