Алгоритм Perception-and-Action научил андроидов 30 строительным навыкам путем наблюдения за рабочими в исследованиях Сиракузского университета

Источник: Syracuse University News

Тридцать специализированных строительных навыков, освоенных методом прямого визуального наблюдения за рабочими на объекте, и дефицит в триста пятьдесят тысяч строителей в США зафиксировали ученые Сиракузского университета в рамках презентации алгоритмического комплекса Perception-and-Action. Исследовательская группа из лаборатории A-STAR под руководством профессора кафедры гражданского строительства Ичжи Лю и докторанта Яньси Лю опубликовала научный отчет в журнале Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering. Разработчики представили математическую систему, транслирующую трехмерные физические движения человека в управляющий код для шарниров андроида в реальном времени.

Аппаратная платформа экспериментального робота-строителя спроектирована для работы в сложных условиях реальных площадок с перепадом высот и неровным грунтом. Программная архитектура Perception-and-Action полностью отказывается от использования заученных алгоритмов или ручного дистанционного управления. Бортовые камеры фиксируют пространственные траектории человека, переводят движения в анатомические координаты машины с учетом ее пропорций и мгновенно переходят к выполнению задачи.

Вычислительным ядром комплекса выступает мультимодальный модуль машинного зрения, обрабатывающий трехмерные скан-копии рабочей зоны со высокой частотой кадров. Система прошла успешные полевые испытания на тридцати типовых операциях, включая перемещение строительных блоков, работу с электроинструментом и навигацию по лесам.

Сенсорный массив объединяет панорамные стереоскопические камеры, трехмерные лидары и тонкие датчики усилий в суставах. Бортовой компьютер самостоятельно рассчитывает траектории манипуляторов, гарантируя аккуратное удержание тяжелых конструкций без потери кинематической балансировки.

Исследовательский коллектив Сиракузского университета ориентирует разработку на снижение уровня травматизма на стройках, где происходит около тридцати процентов всех смертельных случаев в мировой промышленности по данным Международной организации труда. Использование двуногих андроидов позволяет выполнять опасные высотные и монтажные работы без привлечения людей.

Публикация результатов работы в ведущем рецензируемом издании открывает возможности для интеграции алгоритмов Perception-and-Action в серийные промышленные платформы. Инженерная группа ведет переговоры с производителями робототехники о проведении пилотных испытаний на коммерческих объектах.

Создание специализированных прошивок имитационного обучения решает проблему медленной адаптации роботов к частым изменениям строительных планов. Мобильные платформы получают способность оперативно перенастраиваться на новые операции путем простой пятиминутной демонстрации со стороны бригадира.

Параллельно с развитием программного комплекса лаборатория A-STAR подготавливает ввод в строй дополнительных испытательных полигонов с имитацией климатических нагрузок. Накопленный массив данных о движении человека передается в репозиторий университета для дообучения нейросетевых прошивок балансировки.