Informática

Concurso de Robótica da Amazon Pode Acelerar a Automação em Fábricas

Robôs usam os algoritmos mais recentes de visão computacional e aprendizagem de máquina para tentar realizar o trabalho feito por seres humanos em vastos centros de atendimento.

  • segunda-feira, 30 de março de 2015
  • Por Will Knight
  • Tradução por Elisa Matte (OPINNO)

Imagem: PR2 da Willow Garage, um dos robôs envolvidos no desafio, usa essa pinça convencional.

Pacotes de Oreos, caixas de lápis de cor e brinquedos barulhentos para cães vão testar os limites da visão e capacidade de manipulação dos robôs em uma competição que será realizada em maio deste ano. Amazon está organizando o evento para estimular o desenvolvimento de máquinas para embalar produtos de forma mais ágil que usando os dedos.

Robôs participantes ganham pontos por localizar produtos espalhados em diversas prateleiras, recupera-los com segurança e, em seguida, embalá-los em caixas de papelão para transporte. Robôs que acidentalmente esmagam uma bolacha ou derrubam um brinquedo perderá pontos. O dono do robôs que ganhar mais pontos vai ganhar US$ 25.000.

Amazon já automatizou parte do trabalho feito em seus vastos centros de atendimento. Robôs em alguns locais enviam prateleiras carregadas de produtos para trabalhadores humanos que, em seguida, pegam os produtos e o empacotam. Estes robôs móveis, feitos pela Kiva Systems, uma empresa que a Amazon comprou em 2012 por 678 milhões de dólares, reduziram a distância que trabalhadores humanos precisam andar para encontrar os produtos. No entanto, nenhum robô pode ainda escolher produtos embalados com a velocidade e confiabilidade de um ser humano. Os robôs que já são comuns em várias indústrias se limitam a um trabalho extremamente preciso e repetitivo em ambientes altamente controlado.

Pete Wurman, diretor de tecnologia da Kiva Systems, diz que cerca de 30 equipes de departamentos acadêmicos de todo o mundo vão participar no desafio, que será realizada na Conferência Internacional de Robótica e Automação em Seattle (ICRA 2015). Em cada rodada, os robôs deverão escolher e embalar um dos 25 diferentes itens colocados em prateleiras que se assemelham aos encontrados nos armazéns da Amazon. Algumas equipes estão desenvolvendo seus próprios robôs, enquanto outras estão se adaptando sistemas disponíveis no mercado com as suas próprias garras e software.

Imagem: Os 25 itens que os robôs que participam precisarão recuperar das prateleiras.

O desafio para os robôs no concurso da Amazon será considerável. Os seres humanos têm uma notável capacidade de identificar objetos, descobrir como manipulá-los e, em seguida, agarrá-los com a quantidade certa de força. Isto é especialmente difícil para as máquinas se um objeto é desconhecido, de forma desajeitada, ou está em uma prateleira escura, com um monte de outros itens. No concurso da Amazon, os robôs terão de trabalhar sem qualquer orientação remota de seus criadores.

"Tentamos escolher uma variedade de diferentes produtos que eram representativos do nosso catálogo e que representam diferentes tipos de desafios", disse Wurman. "Como o filme plástico; brinquedinhos para cães difíceis de pegar; coisas que você não quer esmagar, como o Oreos".

O vídeo abaixo mostra a abordagem adotada por uma equipe da Universidade de Colorado. A equipe está usando um software já existente para construir um braço robô especializado para a tarefa, diz Dave Coleman, um estudante de PhD envolvido.

Veja o vídeo aqui.

O concurso pode ser uma forma de avaliar o progresso que tem sido feito nos últimos anos, quando alguns robôs mais baratos, mais adaptáveis e seguros surgiram (veja “How Technology Is Destroying Jobs”), graças aos avanços nas tecnologias base que ditam a destreza das máquinas. Os novos tipos de robôs estão fazendo com que as máquinas sejam menos desajeitados em pegar objetos difíceis de manusear. Várias startups estão desenvolvendo mãos robóticas que procuram copiar a flexibilidade e o tato dos dedos humanos. O progresso na aprendizagem de máquina poderia ajudar robôs a manipular objetos muito mais sofisticado nos próximos anos.

A descoberta-chave nesta área veio em 2006, quando um grupo de pesquisadores liderados por Andrew Ng, em seguida, na época em Stanford e agora no Baidu, desenvolveu uma maneira de os robôs decifrarem como manipular objetos desconhecidos. Em vez de escrever regras de como agarrar um objeto ou uma forma específica, os pesquisadores permitiram que seu robô estudasse milhares de imagens em 3D e aprendesse a reconhecer a quantidade de força que dava certo para diferentes formas. Isto lhe permitiu descobrir a pegada adequada para novos objetos.

Nos últimos anos, pesquisadores de robótica têm usado cada vez mais uma abordagem de aprendizagem de máquina poderosa conhecida como aprendizagem profunda para melhorar essas capacidades (veja “10 Breakthrough Technologies 2013: Deep Learning”). Ashutosh Saxena, um membro da equipe de Ng em Stanford e agora um professor assistente na Universidade de Cornell, está usando a aprendizagem profunda para treinar um robô que vai participar do desafio da Amazon. Ele está trabalhando com um de seus alunos, Ian Lenz.

Enquanto o desafio da Amazon pode parecer simples, Saxena acredita que poderá rapidamente ter impacto no mundo real. "Se os robôs são capazes de lidar até mesmo com os tipos de luz envolvidos nas tarefas que o concurso propõe", diz ele, "na verdade, poderíamos começar a ver um monte de robôs que ajudam as pessoas com diferentes tarefas".

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