Quando robôs e humanos interagem em um ambiente compartilhado, é importante que eles se movam de forma a evitar colisões ou acidentes. Para reduzir o risco de colisões, os roboticistas desenvolveram inúmeras técnicas que monitoram um ambiente, prevêem as ações futuras de humanos se movendo nele, identificam trajetórias seguras para um robô e controlam seus movimentos de acordo.
Prever o comportamento humano e antecipar os movimentos de um usuário humano, no entanto, pode ser incrivelmente desafiador. Determinar os movimentos futuros de um robô, por outro lado, pode ser muito mais fácil, pois os robôs são geralmente programados para completar objetivos específicos ou executar ações específicas. Se um usuário humano pudesse antecipar os movimentos de um robô e os efeitos que eles teriam no ambiente circundante, ele / ela deveria então ser capaz de adaptar facilmente suas ações para evitar acidentes ou colisões.
Com isso em mente, pesquisadores da Universidade Kyushu, no Japão, criaram recentemente um sistema que permite que usuários humanos prevejam mudanças futuras em seu ambiente, que podem então informar suas decisões e orientar suas ações. Este sistema, apresentado em artigo publicado na Advanced Robotics, compila um conjunto de dados contendo informações sobre a posição de móveis, objetos, humanos e robôs dentro de um mesmo ambiente, para então produzir simulações de eventos que podem ocorrer em um futuro próximo. Essas simulações são apresentadas a usuários humanos por meio de fones de ouvido de Realidade Virtual (VR) ou Realidade Aumentada (AR).
“A fim de garantir que um usuário perceba eventos futuros naturalmente, desenvolvemos um sistema de percepção de futuro próximo chamado Realidade Prévia”, escreveram os pesquisadores em seu artigo. “A realidade pré-visualizada consiste em um ambiente estruturado com informações, um display VR ou AR e um simulador de dinâmica.”
Para coletar informações sobre a posição de diferentes objetos, robôs e humanos em um ambiente compartilhado, os pesquisadores usaram uma série de sensores estrategicamente colocados, incluindo rastreadores óticos e uma câmera RGB-D. Os rastreadores ópticos monitoraram os movimentos de objetos ou robôs, enquanto a câmera RGB-D rastreou principalmente as ações humanas.
Os dados coletados pelos sensores foram então enviados para um planejador de movimento e um simulador de dinâmica. Combinados, esses dois componentes do sistema permitiram aos pesquisadores prever mudanças em um determinado ambiente e sintetizar imagens de eventos que provavelmente ocorrerão em um futuro próximo, do ponto de vista de um humano específico.
Os usuários humanos poderiam então visualizar essas imagens sintetizadas simplesmente usando um fone de ouvido VR ou um display AR. No fone de ouvido ou na tela, as imagens foram colocadas sobre as imagens do ambiente real do usuário, a fim de ilustrar claramente as mudanças que poderiam ocorrer no futuro.
“O ponto de vista do usuário, que é a posição e orientação de um display VR ou AR, também é rastreado por um sistema de rastreamento óptico no ambiente estruturado informacionalmente, ou a técnica SLAM em um display AR”, explicaram os pesquisadores em seu papel. “Este sistema fornece comunicação amigável entre um humano e um sistema robótico, e um humano e um robô podem coexistir com segurança, mostrando de forma intuitiva as possíveis situações perigosas para o ser humano.”
A realidade pré-visualizada pode servir tanto como uma alternativa quanto como um complemento aos sistemas anticolisão mais convencionais, que são projetados para identificar trajetórias seguras para robôs. No futuro, o sistema pode ser usado para aumentar a segurança das interações entre humanos e robôs em uma variedade de ambientes internos. Em seus próximos estudos, os pesquisadores planejam expandir e simplificar o sistema de percepção que desenvolveram ainda mais, por exemplo, criando uma versão mais leve e acessível que pode ser acessada em smartphones ou outros dispositivos portáteis.
Publicado em 24/11/2020 02h25
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