Το ανθρωποειδές ρομπότ Oli δεν πτοείται από τα εμπόδια

Η κινεζική εταιρεία ρομποτικής LimX Dynamics κάνει το επόμενο μεγάλο βήμα στην τεχνολογία της «ενσώματης νοημοσύνης» (embodied AI), παρουσιάζοντας το ανθρωποειδές ρομπότ Oli να κινείται με εντυπωσιακή άνεση πάνω σε μπάζα, πέτρες και αμμώδεις επιφάνειες, εκεί που οι προκάτοχοί του θα έχαναν την ισορροπία τους.

Η ικανότητα της ανθρώπινης κίνησης θεωρείται συχνά δεδομένη, όμως για έναν μηχανικό οργανισμό, το να διασχίσει ένα έδαφος γεμάτο απρόβλεπτες ανωμαλίες αποτελεί έναν από τους πιο σύνθετους γρίφους της μηχανικής. Η LimX Dynamics, μια εταιρεία που έχει ήδη δώσει δείγματα γραφής με το δίποδο ρομπότ TRON 1 και τον πρόδρομο του, το CL-1, επιστρέφει στο προσκήνιο με τον Oli, ένα ανθρωποειδές πλήρους μεγέθους που υπόσχεται να επαναπροσδιορίσει την έννοια της δυναμικής ισορροπίας.

Στο πιο πρόσφατο video που δημοσίευσε η εταιρεία, ο Oli δεν περιορίζεται σε αποστειρωμένα εργαστηριακά περιβάλλοντα ή επίπεδους διαδρόμους. Αντιθέτως, καλείται να διαχειριστεί ένα χαοτικό "πεδίο μάχης": σωρούς από οικοδομικά υλικά, σαθρό έδαφος, ξύλινες σανίδες που υποχωρούν και ακανόνιστες πέτρες. Το αποτέλεσμα είναι μια επίδειξη τεχνολογικής ωριμότητας που φέρνει τα ρομπότ ένα βήμα πιο κοντά στην πραγματική, καθημερινή χρηστικότητα.

Η τεχνολογία πίσω από το βήμα

Το μυστικό της επιτυχίας του Oli κρύβεται στον συνδυασμό προηγμένου hardware και εξελιγμένων αλγορίθμων αντίληψης. Με ύψος 165 εκατοστά και βάρος 55 κιλά, το ρομπότ διαθέτει 31 βαθμούς ελευθερίας (DoF), αριθμός που του επιτρέπει ευελιξία συγκρίσιμη με τη βιολογική κίνηση. Ωστόσο, η μηχανική ευελιξία από μόνη της δεν αρκεί.

Για να παραμείνει όρθιος σε ασταθές έδαφος, ο Oli βασίζεται σε ένα σύστημα «ενεργητικής αντίληψης». Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό καμερών βάθους (Intel RealSense D435i) στο κεφάλι και το στήθος, καθώς και έναν αισθητήρα IMU 6 αξόνων υψηλής ακρίβειας, το ρομπότ χαρτογραφεί το περιβάλλον του σε πραγματικό χρόνο. Δεν "βλέπει" απλώς τα εμπόδια, αλλά "αισθάνεται" τη μορφολογία του εδάφους πριν καν το πατήσει, προσαρμόζοντας τη γωνία των ποδιών και την κατανομή του βάρους του σε κλάσματα δευτερολέπτου.

Η LimX Dynamics έχει δώσει ιδιαίτερη έμφαση στους ενεργοποιητές (actuators) του ρομπότ. Πρόκειται για ιδιοκατασκευές της εταιρείας που προσφέρουν υψηλή πυκνότητα ροπής, επιτρέποντας στον Oli να αντιδρά ακαριαία σε ξαφνικές αλλαγές κλίσης ή ολισθηρότητας. Αυτή η άμεση απόκριση είναι που διαχωρίζει τα σύγχρονα ανθρωποειδή από τις παλαιότερες, πιο δυσκίνητες γενιές.

Πέρα από το εργαστήριο: Η αξία της "Loco-Manipulation"

Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα στοιχεία της εξέλιξης του Oli είναι η εστίαση στη λεγόμενη "loco-manipulation" — την ικανότητα δηλαδή να συνδυάζει την κίνηση (locomotion) με τον χειρισμό αντικειμένων (manipulation). Ενώ στο συγκεκριμένο τεστ η έμφαση δόθηκε στην πλοήγηση, η σταθερότητα που επέδειξε ο Oli είναι προαπαιτούμενο για να μπορέσει ένα ρομπότ να εκτελέσει εργασίες ενώ κινείται.

Φανταστείτε ένα σενάριο βιομηχανικού ατυχήματος ή μια περιοχή που έχει πληγεί από σεισμό. Ένα ρομπότ διάσωσης δεν θα συναντήσει ασφαλτοστρωμένους δρόμους. Θα πρέπει να περάσει πάνω από συντρίμμια κουβαλώντας εξοπλισμό. Η επίδειξη της LimX αποδεικνύει ότι ο Oli μπορεί να διατηρήσει το κέντρο βάρους του σταθερό ακόμα και όταν το έδαφος κάτω από τα πόδια του αλλάζει διαρκώς, κάτι που είναι κρίσιμο για τη μελλοντική του αξιοποίηση σε ρόλους που απαιτούν μεταφορά φορτίων σε δύσκολες συνθήκες.

Η εταιρεία τονίζει πως η πλατφόρμα του Oli είναι "General-Purpose", σχεδιασμένη δηλαδή για πολλαπλές χρήσεις. Η αρθρωτή (modular) κατασκευή του επιτρέπει στους προγραμματιστές να προσθέτουν διαφορετικά εργαλεία στα άκρα του, ενώ η υποστήριξη για δημοφιλή εργαλεία προσομοίωσης (όπως το NVIDIA Isaac Sim και το MuJoCo) ανοίγει τον δρόμο για ταχεία εκπαίδευση μέσω ενισχυτικής μάθησης (Reinforcement Learning).

Ο ανταγωνισμός στην "κούρσα" των ανθρωποειδών

Η κίνηση της LimX Dynamics έρχεται σε μια χρονική στιγμή που ο τομέας της ρομποτικής βιώνει εκρηκτική ανάπτυξη. Με εταιρείες όπως η Boston Dynamics, η Tesla και η Unitree να παρουσιάζουν συνεχώς βελτιώσεις, η ικανότητα πλοήγησης σε "μη δομημένα περιβάλλοντα" αποτελεί πλέον το πεδίο όπου κρίνεται η τεχνολογική υπεροχή.

Ο Oli ξεχωρίζει γιατί καταφέρνει να συνδυάσει την ευκινησία με μια σχετικά προσιτή και ανοιχτή πλατφόρμα για έρευνα και ανάπτυξη. Διαθέσιμος σε εκδόσεις όπως η "Oli EDU" για ερευνητικούς σκοπούς, προσφέρει στην επιστημονική κοινότητα τη δυνατότητα να πειραματιστεί πάνω σε πραγματικά δεδομένα κίνησης, γεφυρώνοντας το χάσμα μεταξύ της προσομοίωσης (Sim) και του φυσικού κόσμου (Real).

Το μέλλον είναι ανώμαλο (και αυτό είναι καλό)

Η επιτυχία του Oli στα ασταθή εδάφη δεν είναι απλώς ένα εντυπωσιακό βίντεο για τα social media. Αποτελεί απόδειξη ότι οι αλγόριθμοι ελέγχου έχουν ωριμάσει αρκετά ώστε να εμπιστευτούμε στα ρομπότ πιο σύνθετες αποστολές. Όσο η τεχνολογία Sim2Real (Simulation to Reality) βελτιώνεται, θα βλέπουμε ρομπότ που μαθαίνουν να περπατούν και να αντιδρούν σε εκατομμύρια σενάρια μέσα σε έναν υπολογιστή, για να εφαρμόσουν αυτή τη γνώση αλάνθαστα στον φυσικό κόσμο.

Η LimX Dynamics με τον Oli δείχνει πως η εποχή που τα ρομπότ "κολλούσαν" μπροστά σε ένα σκαλοπάτι ή μια πέτρα έχει περάσει ανεπιστρεπτί. Το επόμενο στοίχημα είναι η αυτονομία στη λήψη αποφάσεων και η διάρκεια μπαταρίας, αλλά προς το παρόν, μπορούμε να θαυμάσουμε την μηχανική ακρίβεια που μετατρέπει ένα σωρό από μπάζα σε απλό περίπατο.