Toyota szkoli roboty w laboratorium urządzonym jak mieszkanie

Toyota mocno inwestuje w robotykę i sztuczną inteligencję, jednak nie tylko z myślą o autonomicznych samochodach. Marzeniem prezydenta koncernu, Akio Toyody, jest by standardowym wyposażeniem naszych domów stały się roboty pomagające w sprzątaniu i innych pracach domowych. Zespół robotyczny Toyota Research Institute – pokazał niedawno swoje nowe osiągnięcia – laboratorium symulujące mieszkanie i robota do sprzątania podwieszonego pod sufitem.

Toyota jako największy producent samochodów na świecie przeznacza ogromne nakłady na badania i rozwój. Spora część tych prac koncentruje się na technologiach motoryzacyjnych, takich jak elektryfikacja napędów czy systemy wsparcia kierowcy i autonomicznej jazdy. Japoński koncern nie zamierza się jednak ograniczać i inwestuje także w inne dziedziny – przede wszystkim w robotykę i technologie służące ekologii oraz urbanistyce. Wśród projektów rozwojowych Toyoty znajdują się zarówno ogromne przedsięwzięcia, np. budowane w Japonii miasto przyszłości Woven City, jak i mniejsze projekty o zastosowaniu praktycznym lub rozrywkowym – jak choćby robot kosmonauta Kirobo, robot koszykarz czy seria robotów do pomocy w prowadzeniu gospodarstwa domowego. Roboty domowe to ambitny projekt firmy badawczej Toyota Research Institute, który w przyszłości zmieni naszą codzienność.

Toyota Research Institute buduje specjalne laboratorium do szkolenia robotów domowych w funkcjonowaniu w zmiennym i chaotycznym otoczeniu prywatnego mieszkania. Są w nim testowane między innymi najnowsze prototypy robota sufitowego i robotycznego chwytaka do przenoszenia delikatnych przedmiotów. Toyota pracuje nad uniwersalnymi robotami do prac domowych z myślą o tym, by amplifikowały one umiejętności ludzi, zamiast ich zastępować, aby nie odbierać ludziom starszym czy niepełnosprawnym możliwości samorealizacji.

W siedzibie Toyota Research Institute (TRI) w Los Altos w Kalifornii zespół badawczy kierowany przez Jeremy'ego Ma i Dana Helmicka konstruuje nowe laboratorium imitujące mieszkanie. Będzie to innowacyjne środowisko badawcze, w którym będzie można zmieniać układ podłóg i przesuwać obiekty. Pomoże ono rozwinąć umiejętności robotów przed przetestowaniem ich w prawdziwych domach. W laboratorium znajdują się kuchnia, jadalnia, łazienka i salon urządzone tak jak w prawdziwym domu.

„Model domu jest stosunkowo nowym dodatkiem do naszego laboratorium, który daje naszemu zespołowi możliwość szybkiego i wydajnego testowania różnych pomysłów” – powiedział Jeremy Ma, starszy menedżer TRI Robotics. – „Planujemy zakończyć jego budowę do końca tego roku i oczekujemy, że będzie kluczowym elementem, na którym oprzemy dalszy rozwój robotyki w Toyocie”.

Odpowiedź na realne potrzeby użytkowników

Zdaniem naukowców TRI, aby roboty sprawdziły się jako pomoc w prowadzeniu domu, konieczne jest rozpoznawanie i branie pod uwagę indywidualnych potrzeb, przyzwyczajeń i stylów życia różnych ludzi. Zamiast po prostu rozwijać możliwości, które naukowcy uważają za interesujące lub sądzą, że popchną tę dziedzinę do przodu, TRI opiera swoje działania na współpracy działu User Experience z działem wzornictwa przemysłowego, aby wypracowywać rozwiązania odpowiadające na rzeczywiste potrzeby użytkowników. Dzięki temu efekty pracy TRI mogą szybciej wywrzeć pozytywny wpływ na życie ludzi.

„W dużej mierze polegamy na obserwacyjnych metodach badawczych, takich jak zapytania kontekstowe” – powiedziała Steffi Paepcke, kierownik zespołu User Experience w TRI. – „Jeszcze przed epidemią COVID-19 pojechaliśmy do Japonii, gdzie odwiedzaliśmy domy osób starszych i obserwowaliśmy ich codzienne życie. Zauważyliśmy, że gotowanie jest ulubionym zajęciem wielu osób, choć z wiekiem może stać się bardziej uciążliwe. Dzielenie się posiłkami i karmienie bliskich również jest dla nich bardzo ważne i pomaga im wzmacniać więzi z rodziną. Dlatego zapewnienie osobom w podeszłym wieku zautomatyzowanego robota do gotowania może stanowić fizyczną pomoc, ale powodować fatalne skutki dla jakości ich życia od strony emocjonalnej i społecznej”.

Wyzwanie polega na tym, aby naprawdę zrozumieć, jak rozwijać robotykę zorientowaną na człowieka, pamiętając o tym, że każdy z nas jest indywidualnością. Celem jest nie tyle dawanie ludziom gadżetów, ale znalezienie sposobów, aby umożliwić im prowadzenie szczęśliwego, spełnionego życia – dla dobra całego społeczeństwa.

Nie wystarczy zaprogramować robota

Aby robot domowy radził sobie w zmiennym, pełnym niespodzianek otoczeniu prywatnego mieszkania, nie da się go po prostu zaprogramować do wykonywania określonych zadań. Praca robotów przy linii produkcyjnej jest ściśle zdefiniowana i jednoznacznie zaprogramowana, zaś ich otoczenie całkowicie kontrolowane. Natomiast mieszkania to z tego punktu widzenia prawdziwy żywioł – każde jest inne i wciąż się zmienia. Robot domowy musi się nauczyć elastycznego łączenia tego, co akurat widzi, z działaniami, które my rozumiemy jako sprzątanie. Za każdym razem sytuacja może być inna i scenariusz działania będzie inny, ale efekt powinien być taki sam – porządek w domu.

W TRI roboty uczą się od ludzi zarówno w rzeczywistej przestrzeni, jak i na symulatorach. Korzystając z wirtualnej rzeczywistości, trener – widząc to samo, co widzi robot – wydaje mu polecenia wykonania szeregu różnych czynności. Zespół robotyki w TRI pracuje nad uogólnieniem tego typu uczenia się, aby nauczenie się wycierania blatów w jednej kuchni pozwoliło wykonywać to samo zadanie w każdej kuchni. Co więcej, umiejętności powinny być dzielone przez całą flotę robotów danego rodzaju. Kiedy jeden robot nauczy się nowej umiejętności, to jednocześnie nauczą się jej wszystkie pozostałe.

Robot sufitowy i chwytający delikatne przedmioty

Pomysł na robota sufitowego to kolejny efekt odwiedzin inżynierów Toyoty w japońskich domach. Naukowcy zdali sobie sprawę, że ciasne mieszkania i wąskie przejścia mogą bardzo ograniczać roboty w działaniu, zmniejszając ich przydatność w gospodarstwie domowym. Rozwiązaniem okazał się robot poruszający się po szynie zamontowanej pod sufitem. Na tym etapie rozwoju prototyp ten potrafi czyścić blaty i wkładać naczynia do zmywarki.

TRI opracowało również robota z miękkim chwytakiem, który wykorzystuje poduszki wypełnione powietrzem do delikatnego chwytania różnych przedmiotów, takich jak kieliszki, a także robota sprzątającego poruszającego się po podłodze, o tych samych umiejętnościach co robot sufitowy.

Toyota nie jest jedyną firmą rozwijającą roboty domowe, ale dziedzina ta jest nadal niezwykle trudna i daje pole do popisu dla wielu ośrodków badawczych. Okazuje się bowiem, że umiejętności wykonywane bezbłędnie w laboratorium trudno jest przenieść do prawdziwych domów, w których nie każdy aspekt nawet prostych zadań można zmierzyć, wymodelować i przewidzieć.

Toyota wyróżnia się w tej nowatorskiej branży empatycznym podejściem, skupionym na wspieraniu ludzkich potrzeb i oczekiwań, a nie na ich zastępowaniu bezduszną automatyzacją. Jak podkreśla dyrektor generalny TRI, Gill Pratt, chodzi o wzmocnienie, a nie zastąpienie ludzkich zdolności. „Oznacza to budowanie technologii, która pozwala nam dalej żyć i pracować, jakbyśmy byli młodsi niż jesteśmy” – powiedział Pratt.