Een team van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft een nieuwe methode ontwikkeld om de veiligheid van de bewegingstrajecten van robots te borgen. Dit is met name van belang in situaties waarin robots dichtbij mensen opereren of in beperkte ruimtes, zoals in huiselijke omgevingen of commerciële keukens.
De techniek, ontwikkeld door de promovendi in elektrotechniek en informatica Alexandre Amice en Peter Werner, samen met hun senior collega Russ Tedrake, richt zich op het nauwkeurig en efficiënt verifiëren dat de geplande beweging van een robot niet zal resulteren in botsingen. In tegenstelling tot eerdere methoden, die vaak ofwel valse positieven produceerden of te traag waren voor praktisch gebruik, garandeert deze nieuwe benadering 100% nauwkeurigheid in het bevestigen van botsingsvrije paden, op voorwaarde dat het model van de robot en zijn omgeving precies is.
De innovatie ligt in de toepassing van een speciale algoritmische techniek, bekend als sum-of-squares programmering. Deze techniek maakt het mogelijk om een hyperplaatsfunctie te genereren die met de robot meebeweegt en constant garandeert dat het volledige traject vrij blijft van potentiële obstakels. Dit is een afwijking van de standaardpraktijk van het herberekenen van de veiligheid van elke individuele beweging, wat aanzienlijk de tijd vermindert die nodig is om de veiligheid te verifiëren.
Hoewel de methode zeer nauwkeurig en snel is, heeft deze wel beperkingen. De efficiëntie is afhankelijk van de nauwkeurigheid van het gebruikte model van de robot en de omgeving, en het is momenteel te langzaam om direct te worden geïntegreerd in het real-time bewegingsplanningssysteem van een robot. De onderzoekers zijn echter optimistisch over toekomstige verbeteringen, inclusief de mogelijkheid om veiligheidscontroles over te slaan in situaties met een laag risico en te experimenteren met snellere optimalisatie-oplossers.
Dit onderzoek, dat implicaties heeft voor een breed scala aan toepassingen, van commerciële keukens tot gezondheidszorg, zal worden gepresenteerd op de International Conference on Robots and Automation. Het project heeft steun ontvangen van zowel Amazon als het U.S. Air Force Research Laboratory, wat de potentiële impact op zowel commerciële als defensiegerelateerde robotica toepassingen weerspiegelt.
