I ricercatori hanno sviluppato un modo automatizzato per sviluppare attrezzature personalizzate che accelerano il lavoro del robot. Un sistema chiamato calcoli robotomorfi, tiene conto della struttura fisica del robot, offrendo un'architettura hardware ottimizzata.
I robot moderni possono muoversi rapidamente. "I motori sono veloci e potenti", afferma Sabrina Neumann, ricercatrice principale presso il Massachusetts Institute of Technology. Tuttavia, in situazioni complesse, come quando interagiscono con le persone, i robot sono spesso lenti. "L'impiccagione è ciò che accade nella testa di un robot. Percepire gli stimoli e calcolare una risposta richiede "molto calcolo", che limita i tempi di reazione, aggiunge.
Neumann ha trovato un modo per affrontare questa discrepanza tra la "mente" e il corpo del robot. Questo metodo, chiamato calcolo robotomorfico, utilizza il design fisico del robot e le applicazioni previste per creare un chip di computer specializzato che riduce al minimo il tempo di risposta del robot.
Secondo Neuman, ci sono tre fasi principali nel lavoro di un robot. Il primo è la percezione, che comporta la raccolta di dati tramite sensori o telecamere. Il secondo è la riflessione e la localizzazione: "Sulla base di ciò che hanno visto, devono costruire una mappa del mondo intorno a loro e poi localizzarsi su quella mappa", dice Neumann. Il terzo passo è la pianificazione e il controllo del movimento, in altre parole, la costruzione di un piano d'azione.
Questi passaggi possono richiedere tempo e un'enorme potenza di calcolo. "Affinché i robot possano essere schierati sul campo e operare in sicurezza in ambienti dinamici intorno alle persone, devono essere in grado di pensare e reagire molto rapidamente", afferma Brian Plancher, coautore dello studio.
Neumann aggiunge che i ricercatori stanno studiando algoritmi migliori, ma ritiene che i miglioramenti del software da soli non siano la risposta. "Ciò che è relativamente nuovo qui è l'idea che puoi anche imparare attrezzature più avanzate." Ciò significa andare oltre il chip del processore standard che include il cervello del robot, utilizzando l'accelerazione hardware. L'accelerazione hardware si riferisce all'uso di un'unità hardware specializzata per eseguire determinate attività di elaborazione in modo più efficiente.
Plancher vede un'ampia gamma di applicazioni per il calcolo robotomorfico. "Idealmente, alla fine possiamo produrre un chip di pianificazione del movimento individuale per ciascun robot che consentirà loro di calcolare rapidamente combinazioni di movimento sicure ed efficaci", afferma. "Non sarei sorpreso se, tra 20 anni, ogni robot avesse alcuni chip per computer specializzati, e questo potrebbe essere uno di questi". Neumann aggiunge che il computer robomorfo può alleviare le persone dai rischi in una varietà di contesti, come prendersi cura di pazienti con COVID-19 o manipolare oggetti pesanti.
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