ربات‌های Realtime یک کنترلگر دارند که به کمک آن می‌توانند با خیال راحت و بدون برخورد به موانع، حرکت کنند. جورج کونیداریس هنوز معرفی مأیوس کننده خود در زمینه رباتیک را بخاطر دارد. او می گوید: “هنگامی که شما یک دانشجوی جوان هستید و می‌خواهید یک ربات را برنامه ریزی کنید، اولین چیزی که به شما ضربه می‌زند ناامیدی از کارهایی است که یک ربات نمی‌تواند انجام دهد”.
مشکل اولیه در ساخت ربات‌ها
اکثر کسانی که ربات‌ها را طراحی می‌کنند و قصد دارند ربات‌های جدیدید بسازند، در طراحی ربات‌های جدید می‌خواهند که آن‌ها را برای حل کارهای جالب و پیچیده برنامه ریزی کنند. اما در اجرا معلوم می‌شود که فقط حرکت آن‌ها در فضا و بدون برخورد با اجسام، دشوارتر از آن است که به نظر می‌رسد.
پیشرفت ربات‌ها
خوشبختانه، کونیداریس امیدوار است که ربات‌های آینده شروع هیجان انگیزتری در این زمینه داشته باشند. تقریباً چهار سال پیش، وی Realtime Robotics را راه اندازی کرد که عمده فعالیت آن برای حل “مشکل برنامه ریزی حرکت” در ربات‌ها است. این شرکت یک راه حل اختراع کرده است که به ربات‌ها این امکان را می دهد تا در زمان وجود موانع در مسیر خود، راه خود را تغیر دهند.
کنترلگر Realtime
کنترلر Realtime جعبه ای است که می تواند به انواع ربات‌ها متصل شده و در محیط‌های پویا مستقر شود. کونیداریس، که در حال حاضر به عنوان مدیر اصلی رباتیک Realtime فعالیت می‌کند، توضیح می‌دهد که: “جعبه ما به راحتی ربات را طبق برنامه مشتری اجرا می کند”.
عملکرد این ربات
“این جعبه از حرکت، سرعت ربات، شناسایی موانع، تشخیص برخورد مراقبت می‌کند. ربات دقیقا همان جایی می‌رود که مشتری خواهان آن است”.
فناوری توانمندسازی کلیدی Realtime یک طراحی منحصر به فرد مداری است که اگر با نرم افزار اختصاصی ترکیب شود، از یک موتور افزونه برای ربات‌ها را به همراه دارد.
این فناوری علاوه بر کمک به تحقق انتظارات ربات سازان، یک پیشرفت اساسی به سمت ربات‌هایی است که می توانند با وجود تغیر محیط، به صورت موثر کار کنند.
کمک به رفت و آمد ربات‌ها
کونیداریس اولین کسی نبود که از مسئله برنامه ریزی حرکت در رباتیک دلسرد شد. محققان این حوزه 40 سال است که روی آن کار می کنند. طی چهار سال دوره دکتری در دانشگاه MIT، کونیداریس با استاد دانشکده مهندسی آموزش عالی توماس لوزانوپرز، پیشگام این حوزه که مقالاتی را درباره برنامه ریزی حرکت ربات‌ها را منتشر کرده است، کار کرد. انسان اجتناب از برخورد را امری مسلم می‌داند. کونیداریس اشاره کرد که عمل ساده برداشتن نوشابه از یخچال در واقع نیاز به یک سری کارها مانند باز کردن در یخچال، قرار دادن بدن برای رسیدن به آن، اجتناب از اجسام دیگر در یخچال و تصمیم گیری برای برداشتن قوطی نوشابه دارد.
کونیداریس می‌گوید: “شما در واقع باید بیش از یک برنامه را محاسبه کنید”. “شما ممکن است نیاز به محاسبه صدها برنامه برای عملیات مورد نظر خود باشید. عجیب است که ساده ترین کارهایی که انسان صدها بار در روز انجام می‌دهد در واقع به محاسبات بسیار زیادی احتیاج دارد”.
برنامه ریزی حرکتی در ربات‌ها
در رباتیک، مسئله برنامه ریزی حرکتی حول توان محاسباتی مورد نیاز برای انجام آزمایش‌های مکرر همزمان با حرکت ربات‌ها در فضا مورد بررسی قرار می‌گیرد. در هر مرحله از یک مسیر برنامه ریزی شده، آزمایشات کمک می‌کنند تا بتوانید تعیین کنید که آیا حرکت‌های مختلف باعث می‌شود ربات با اجسام اطرافش برخورد کند یا خیر.
چنین آزمایشاتی محققان را به فکر کشف الگوریتم‌های پیچیده تری در سال‌های اخیر ترغیب کرده است، اما کونیداریس معتقد است که این روش اشتباه است. کونیداریس می گوید: “محققان سعی می کردند الگوریتم‌ها را هوشمندتر و پیچیده تر کنند، اما معمولاً این نشانه‌ای است که شما دارید یک مسیر اشتباه را می‌روید. در واقع چندان معمول نیست که تکنیک‌های فوق العاده پیشرفته فنی مشکلاتی از این قبیل را حل کنند”.
ادامه فرآیند تحقیقات
کونیداریس در سال 2014 MIT را ترک کرد و به عضویت هیئت علمی دانشگاه دوک درآمد، اما او همچنان به همکاری با محققان آزمایشگاه علوم رایانه ای و هوش مصنوعی MIT CSAIL ادامه داد. دوک همچنین در همان جایی است که کونیداریس با بنیانگذاران Realtime شان موری، دن سورین و ویل فلوید جونز ملاقات کرد.
در سال 2015، بنیانگذاران با همکاری یکدیگر نوع جدیدی از تراشه رایانه‌ای را با مدارهایی که به طور خاص برای انجام آزمایش‌های برخورد مکرر مورد نیاز برای جابجایی ایمن ربات در فضا طراحی شده اند، تولید کردند. مدارهای سفارشی می توانند موازی عمل کنند تا کارآمدتر برخورد‌ها در حرکت‌های کوتاه را آزمایش کنند.
كونیداریس می‌گوید: “هنگامی كه من از دانشگاه MIT خارج شدم، یك مسئله مهم برای من این بود كه مشکل برنامه ریزی حرکتی واقعاً باید حل شود. این تفکر مستقیماً از تجربیات زیادی در MIT حاصل شده است. قبل از رسیدن به MIT قادر به نوشتن یک مقاله در مورد برنامه ریزی حرکت نبودم”.
این محققان Realtime را در سال 2016 تأسیس کردند و به سرعت پیشکسوت صنعت رباتیک Peter Howard SM ’87 را برای آن‌ها به ارمغان آورد. وی در حال حاضر به عنوان مدیر عامل شرکت Realtime منصوب شد و همچنین یکی از بنیانگذاران این سیستم محسوب می‌شود. کونیداریس، که در سال 2016 به دانشگاه براون نقل مکان کرد، می گوید: “من می خواستم شرکت را در بوستون راه اندازی کنم زیرا می دانستم MIT و کارهای رباتیک زیادی در آنجا اتفاق می افتد. بوستون قطب رباتیک است. یک استعداد محلی وجود دارد، و من فکر میکنم بسیاری از آن‌ها به این دلیل است که MIT در آنجا حضور دارد – دکترای MIT به عنوان استاد در مدارس محلی فعالیت کرد. این افراد برنامه‌های رباتیک را شروع کردند. شبکه قوی را ایجاد کردند”.
روند کار کنترلگر Realtime
هنگامی که ربات فعال و در حال کار است، جعبه Realtime حرکت آن را کنترل می کند و به آن قابلیت‌های جلوگیری از برخوردهای فوری را می‌دهد. کونیداریس می‌گوید: “می‌توانید از آن برای هر رباتی استفاده کنید. شما به او بگویید که کجا باید برود و خودش بقیه موارد را اداره خواهد کرد”.
زمان واقعی بخشی از برنامه ارتباط صنعتی MIT ILP است که به شرکت‌ها کمک می‌کند تا با شرکای بزرگتر صنعتی ارتباط برقرار کنند و اخیراً به شتاب دهنده راه اندازی STEX25 ILP پیوسته است. با برنامه ریزی چند برنامه گسترده برای ماه‌های آینده، تیم Realtime بر این باور است که حل مسئله ای اساسی مانند برنامه ریزی حرکتی، بسیاری از برنامه‌های جدید را برای حوزه رباتیک باز می کند.
کونیداریس می گوید: “آنچه که من در مورد Realtime بسیار هیجان انگیز می دانم این است که ما یک شرکت فناوری واقعی هستیم. اکثریت قریب به اتفاق شرکت‌های نوپا با هدف یافتن یک برنامه جدید برای فناوری فعالیت می‌کنند. اغلب، با برنامه یا وب سایت جدید، یا حتی افق رباتیک جدید پا به عرصه می‌گذارند. هیچ محدودیتی واقعی در مورد مرزها وجود ندارد. اما ما واقعاً چیز جدیدی اختراع کردیم و این مسیر و این انرژی چیزی است که ما را به جلو پیش می برد. من این مسائل را پوست و خون خود احساس میکنم”.
