研究提出了确保步行机器人符合安全标准的框架

一项新研究表明，谈到移动机器人的发展，有腿机器人能够在现实世界中安全交互可能还需要很长时间。

该研究由俄亥俄州立大学的一组研究人员领导，最近发表在2022年IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议(IROS)上发表的这项研究描述了一个框架，用于测试和表征有腿机器人的安全性，这些机器与他们的机器不同有轮子的同行，依靠机械肢体进行运动。该研究发现，许多当前的有腿机器人模型并不总是能够以可预测的方式响应现实生活中的情况，这意味着很难预测它们在任何需要移动的给定任务中是否会失败或成功。

“我们的工作表明，这些机器人系统很复杂，更重要的是，它们是反直觉的，”博士BowenWeng说。俄亥俄州立大学电气和计算机工程专业的学生。“这意味着你不能依赖机器人的能力来知道在某些情况下如何做出反应，因此测试的完整性变得更加重要。”

随着移动机器人的发展以执行更加多样化和复杂的任务，科学界的许多人也注意到该行业需要一套通用的安全测试法规，特别是随着机器人和其他人工智能逐渐开始流入我们的日常生活。Weng说，尤其是有腿机器人，它们通常由金属制成，运行速度可达每小时20英里，当预期在真实且通常不可预测的环境中与人类一起操作时，可能会很快成为安全隐患。

“测试实际上是关于评估风险，我们的目标是调查机器人技术目前在工作状态下给用户或客户带来的风险有多大，”他说。

虽然目前有一些关于部署有腿机器人的安全规范，但Weng指出，目前还没有就如何在现场测试它们达成任何共识。

Weng说，这项研究为有腿机器人开发了第一个数据驱动的、基于场景的安全测试框架。

他说：“未来，这些机器人可能有机会与人类并肩生活，而且很可能由多方国际合作生产。”“因此，制定安全和测试法规对于此类产品的成功极为重要。”

该研究的部分灵感来自Weng在与国家公路交通安全管理局合作的交通研究中心担任车辆安全研究员的工作，该研究利用基于样本的算法来辨别部分由机器学习技术驱动的模拟机器人将如何在实际测试中失败。

尽管可以使用各种因素来表征机器人的整体安全性能，但本研究分析了机器人在主动导航新环境时不会摔倒的一组条件。由于该团队使用的许多算法都源于之前的机器人实验，因此他们能够设计多个场景来运行模拟。

一项试验的重点是研究机器人在以不同步态执行任务时的移动能力，例如向后走或原地踏步。在另一项研究中，研究人员测试了如果周期性地用足够的力推动机器人改变其方向，机器人是否会翻滚。

研究表明，虽然一个机器人在10次试验中有3次在被要求略微加快步态时未能保持直立，但另一个机器人在从左侧推动时可以保持直立超过100次试验，但在10次试验中有5次跌倒同样的力被施加到它的右侧。

最终，研究人员的框架可以帮助证明有腿机器人的商业部署，并帮助为具有不同结构和特性的机器人建立安全基准，尽管Weng指出它还需要一段时间才能实施。

“我们相信这种数据驱动的方法将有助于创造一种公正、更有效的方法来在测试环境条件下观察机器人，”他说。“我们正在努力的不是立竿见影的，而是为研究人员准备的。”