Βασικά Takeaways
- Ένα νέο σύστημα θα μπορούσε να επιτρέψει σε ένα ρομπότ να εκτελεί πολύπλοκες εργασίες χειρισμού ζύμης για την παρασκευή πίτσας.
- Ερευνητές λένε ότι η μέθοδος θα μπορούσε να είναι το κλειδί για την επίλυση πιο περίπλοκων προβλημάτων αυτοματισμού.
- Υπάρχει μια εκπληκτική ποσότητα μαθηματικών στη ζύμη μιας πίτσας.
Η διδασκαλία σε ρομπότ να φτιάχνουν υπέροχη πίτσα μπορεί να είναι το κλειδί για την επίλυση πιο περίπλοκων προβλημάτων αυτοματισμού.
Ερευνητές δημιούργησαν ένα ρομποτικό σύστημα χειρισμού που χρησιμοποιεί μια διαδικασία εκμάθησης δύο σταδίων για να επιτρέψει σε ένα ρομπότ να εκτελεί σύνθετες εργασίες χειρισμού ζύμης. Η μέθοδος, η οποία περιγράφεται λεπτομερώς σε ένα νέο έγγραφο, επιτρέπει στα ρομπότ να κάνουν πράγματα όπως το κόψιμο και το άπλωμα ζύμης ή τη συλλογή κομματιών ζύμης γύρω από ένα ξύλο κοπής.
"Μπορεί να ακούγεται αστείο, αλλά η παρασκευή πίτσας είναι ένα εξαιρετικό τεστ για τα ρομπότ", είπε ο ερευνητής της τεχνητής νοημοσύνης Adrian Zidaritz, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, σε συνέντευξη στο Lifewire. "Ένα ρομπότ βλέπει αντικείμενα μέσω μιας κάμερας, επομένως πρέπει να δουλέψει με δισδιάστατες εικόνες αυτού του αντικειμένου ενώ προσπαθεί να συνδυάσει αυτές τις εικόνες μαζί σε ένα τρισδιάστατο αντικείμενο. Τώρα προσθέστε σε αυτό το γεγονός ότι η ζύμη της πίτσας είναι συνεχώς παραμορφώθηκε και το τεστ γίνεται ακόμα πιο ασυνήθιστο."
Απλώνουμε τη ζύμη
Για ένα ρομπότ, η εργασία με ένα παραμορφώσιμο αντικείμενο όπως η ζύμη είναι δύσκολη επειδή το σχήμα της ζύμης μπορεί να αλλάξει με πολλούς τρόπους, οι οποίοι είναι δύσκολο να αναπαραστηθούν με μια εξίσωση. Και η δημιουργία μιας νέας φόρμας από αυτή τη ζύμη απαιτεί πολλά βήματα και τη χρήση διαφορετικών εργαλείων. Είναι δύσκολο για ένα ρομπότ να μάθει μια εργασία χειρισμού με μια μακρά ακολουθία βημάτων - όπου υπάρχουν πολλές πιθανές επιλογές - δεδομένου ότι η μάθηση πραγματοποιείται συχνά μέσω δοκιμής και λάθους.
Τώρα, επιστήμονες στο MIT, το Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο λένε ότι έχουν αναπτύξει μια βελτιωμένη μέθοδο διδασκαλίας ρομπότ για την παρασκευή πίτσας. Δημιούργησαν ένα πλαίσιο για ένα ρομποτικό σύστημα χειρισμού που χρησιμοποιεί μια διαδικασία εκμάθησης δύο σταδίων, η οποία θα μπορούσε να επιτρέψει σε ένα ρομπότ να εκτελεί περίπλοκες εργασίες χειρισμού ζύμης για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Η νέα μέθοδος περιλαμβάνει έναν αλγόριθμο «δάσκαλου» που λύνει κάθε βήμα που πρέπει να κάνει το ρομπότ για να ολοκληρώσει την εργασία. Στη συνέχεια, εκπαιδεύει ένα μοντέλο μηχανικής μάθησης «μαθητή» που μαθαίνει αφηρημένες ιδέες για το πότε και πώς να εκτελεί κάθε δεξιότητα που χρειάζεται κατά τη διάρκεια του μαθήματος, όπως η χρήση ενός πλάστη. Με αυτή τη γνώση, το σύστημα εξηγεί πώς να διαχειριστεί τις δεξιότητες για να ολοκληρώσει ολόκληρη την εργασία.
"Αυτή η μέθοδος είναι πιο κοντά στον τρόπο με τον οποίο εμείς ως άνθρωποι σχεδιάζουμε τις ενέργειές μας", δήλωσε ο Yunzhu Li, μεταπτυχιακός φοιτητής στο MIT και ένας από τους συγγραφείς της δημοσίευσης σχετικά με τη μέθοδο, στο δελτίο τύπου για το έργο. "Όταν ένας άνθρωπος κάνει μια εργασία μεγάλου ορίζοντα, δεν καταγράφουμε όλες τις λεπτομέρειες. Έχουμε έναν σχεδιαστή υψηλότερου επιπέδου που μας λέει χονδρικά ποια είναι τα στάδια και μερικούς από τους ενδιάμεσους στόχους που πρέπει να επιτύχουμε στην πορεία, και μετά τα εκτελούμε."
The Pi of Pie
Ένας εκπληκτικός όγκος μαθηματικών πηγαίνει στη δημιουργία ζύμης πίτσας, είπε ο Zidaritz. Η ζύμη μπορεί να περιγραφεί χρησιμοποιώντας αλγεβρικές ή παραμετρικές επιφάνειες.
"Έπειτα, υπάρχει το ζήτημα της επιλογής του φορμαλισμού με τον οποίο θα αναπαραστήσουμε τις παραμορφώσεις, συνήθως ένα σύνολο διαφορικών εξισώσεων", πρόσθεσε. «Τα πράγματα μπορεί να γίνουν δύσκολα εδώ επειδή αυτές οι διαφορικές εξισώσεις έχουν υψηλή υπολογιστική πολυπλοκότητα. Η ζύμη της πίτσας δεν μπορεί να παγώσει στον αέρα, ενώ το ρομπότ επεξεργάζεται σε τι μπορεί να παραμορφωθεί στο επόμενο βήμα."
Yariv Reches, ο συνιδρυτής της Hyper Food Robotics, η οποία κατασκευάζει ρομποτικά καταστήματα γρήγορου φαγητού, είπε σε μια συνέντευξη μέσω email ότι ο χειρισμός της ζύμης πίτσας είναι μια δύσκολη πρόκληση. Η εργασία με ένα παραμορφώσιμο αντικείμενο όπως η ζύμη είναι πιο περίπλοκη από το χειρισμό ενός άκαμπτου.
Τα στατικά αντικείμενα εξετάζονται στο τέλος μιας σειράς ενεργειών, ενώ στα παραμορφώσιμα αντικείμενα, το θέμα αλλάζει πάντα σχήμα και συνέπεια - η μάθηση λοιπόν, είναι ο μηχανισμός της διαδικασίας σχολιασμού που χρειάζεται να προσαρμοστεί εν κινήσει », πρόσθεσε.
Αλλά οι πρόσφατες εξελίξεις στη ρομποτική θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε σπουδαία πράγματα για τους λάτρεις της πίτσας, είπε ο Reches. Ο χειρισμός, η συναρμολόγηση, το μαγείρεμα, η προετοιμασία και η συσκευασία των τροφίμων συχνά αλλάζουν σχήμα ενώ τα χειρίζονται ρομπότ.
"Η ενσωμάτωση της τεχνητής νοημοσύνης στην προετοιμασία φαγητού σημαίνει ότι όλα τα συστατικά τροφίμων που παρουσιάζουν αλλαγή κατάστασης και πρέπει να ρέουν μέσω ρομποτικών διανομέων, μπορούν να διαχειρίζονται με τεχνολογία", πρόσθεσε ο Reches."Για παράδειγμα, τα επιχρίσματα πίτσας που χρειάζονται εφαρμογή, άλειμμα και ακόμη και διορθώσεις εν κινήσει μπορούν να αντιμετωπιστούν - ή ακόμα και η εφαρμογή και η συναρμολόγηση με μπιφτέκια και ψωμάκι χάμπουργκερ."
