Een mens en een robot tillen samen een autoband tussen lage wanden door. Even later dragen ze een lange houten plank. Het lastige is niet alleen het gewicht: als de mens draait, stopt of door de knieën zakt, moet de robot blijven meewerken.
Onderzoekers van Carnegie Mellon University en de University of Texas at Arlington trainen die samenwerking met HALO. Ze gebruiken daarvoor een Unitree G1, een mensachtige robot van een Chinese fabrikant. Het onderzoek draait om samen bewegen met iemand die zich niet steeds volgens hetzelfde patroon gedraagt.
Samen dragen verandert voortdurend
Wie met iemand een bank door een deur heeft getild, kent het probleem. Je moet tegelijk draaien, je pas aanpassen en zorgen dat de ander zijn kant niet verliest. Een robot die alleen zijn eigen route volgt, kan de samenwerking juist verstoren.
De proeven op de onderzoekswebsite maken dat zichtbaar. Mens en robot bewegen een voorwerp door een opening, vervoeren een last in een krappe ruimte en manoeuvreren met een lange plank. In een andere proef past de robot zijn houding aan wanneer zijn partner lager gaat zitten.
Eerst oefenen in de computer
Het team traint in de simulatieomgeving Isaac Lab. Daar leren verschillende digitale partners samen een taak uitvoeren. Dat geeft meer variatie dan oefenen met één vooraf vastgelegd bewegingspatroon.
HALO grijpt in tijdens dat leerproces. De methode corrigeert aanpassingen die de samenwerking tussen de partners uit elkaar zouden laten lopen. Zo moet de besturing leren rekening te houden met wat de andere drager doet.
In de echte proeven helpt een systeem voor bewegingsregistratie om de posities vast te leggen. Dat is een belangrijke stap tussen oefenen op de computer en een robot die overal zonder zo’n laboratoriumopstelling met mensen kan werken.
Een toekomstige collega moet kunnen wachten
De onderzoekers testen ook wat er gebeurt als de mens onverwacht stopt. De robot moet dan zijn beweging aanpassen in plaats van de last verder te trekken. Juist zulke kleine onderbrekingen maken samen werken anders dan een kunstje steeds opnieuw uitvoeren.
De onderzoeksresultaten laten tegelijk zien dat het nog geen foutloze hulp is. De praktijktests omvatten vijf herhalingen per meting; bij de lange plank viel de last ook met HALO in een deel van de proeven. De beelden geven zo een vooruitblik op robots die naast mensen werken. Voor dagelijks gebruik moet die samenwerking ook buiten de proefopstelling betrouwbaar worden.
