Автор: 
Сбер и исследовательское подразделение Microsoft Research разработали уникальную систему с искусственным интеллектом, которая даёт возможность обучить роботов манипулировать физическими объектами непостоянной формы практически так, как это делает человек.
Ключевой целью исследовательского проекта была разработка решения, способного взаимодействовать с людьми, освобождая их от механически сложной, рутинной работы и обеспечивая высокий уровень безопасности. Кроме того, это один из первых примеров переноса подобной технологии из симуляции в реальный мир – обученная система была внедрена и протестирована в Лаборатории робототехники Сбера.
«Совместно с Microsoft нам удалось добиться результатов, очень важных для развития искусственного интеллекта и робототехники. Система может быть востребована во множестве отраслей отечественной экономики. Мы намерены продолжать исследования, чтобы способствовать развитию цифровых технологий и обеспечивать российские компании современными высокопроизводительными роботами», – отметил заместитель председателя правления Сбербанка Станислав Кузнецов.
Работа над проектом осуществлялась в Лаборатории робототехники Сбера в Москве (Россия) и в Microsoft в Беркли и Редмонде (США). В совокупности она длилась больше года, с мая 2019 года по май 2020 г. Исследовательская группа состояла из 8 человек. Их практической задачей было разработать технологию выгрузки с помощью робота-манипулятора инкассаторских мешков с монетами весом до 6 килограмм из мобильных тележек для их последующей обработки в счётных машинах. В отличие от захвата твердотельных объектов, манипуляции объектами непостоянной формы из-за подвижного центра тяжести требуют постоянного вычисления положения и ориентации захватного устройства в каждом отдельном случае. Для расчёта и предсказания этих параметров были применены методы глубокого машинного обучения и обучения с подкреплением. Испытания продемонстрировали успешность выгрузки мешков с первого раза в более 95% в реальных условиях.
Процесс работы над проектом проходил в три этапа:
- Первый – разработка реалистичной симуляции робототехнической установки и объектов манипуляции – деформируемых мешков с монетами с учётом их физических характеристик.
- Вторым этапом была интеграция симуляторов с фреймворком машинного обучения с подкреплением и проведение экспериментов в симуляционной среде с обучением интеллектуального агента управления виртуальным роботом. Для этого исследователями был применен подход machine teaching (англ. «обучение машин»). Методика предполагает не только обучение посредством взаимодействия алгоритма со средой, как в классическом обучении с подкреплением, но и использование «подсказок» от человека. На этом этапе необходимо было прописать правильные опорные точки для алгоритма, на основе которых он сможет обучаться. Это позволяет значительно ускорить процесс и сделать его более эффективным.
- На завершающем третьем этапе обученного в симуляторах интеллектуального агента перенесли непосредственно на физического робота. В результате в Лаборатории робототехники Сбера были успешно протестированы реальные манипуляции по разгрузке тележки с мешками монет роботом.
Создатели системы уверены, что подобная технология может быть востребована в широком ряде сфер. Особенно целесообразно её применение для решения тех задач, где человек подвергается опасности или должен прилагать чрезвычайные физические усилия, например, в спасательных операциях, нефтедобыче, логистике и т.д. – везде, где необходимо совершать действия с объектами непостоянной формы.
«Мы высоко оцениваем результаты совместного исследовательского проекта и рады продолжать сотрудничество со Сбером в этом и других направлениях, – прокомментировала Кристина Тихонова, президент Microsoft в России. – Уровень доверия, сложившийся между нашими компаниями, позволяет внести существенный вклад в развитие прикладного ИИ в России и во всём мире, а также способствовать цифровой трансформации бизнеса и экономики в нашей стране».
Компании продолжат сотрудничество в исследовательской сфере, чтобы способствовать развитию и более широкому распространению своих разработок на стыке робототехники и искусственного интеллекта.
