Facebook обучит роботов выносу мусора и разгрузке посудомоечной машины
Facebook летом 2021 года объявила о новом шаге на пути компании к достижению того, что она называет «embodied AI» — технологии, которая однажды позволит роботам выполнять повседневные задачи, такие как наполнение холодильника продуктами или вынос мусора.
Компания представила Habitat 2.0 — обновление платформы моделирования среды обитания, которое позволяет исследователям обучать своих роботов на высокой скорости в виртуальных средах, с максимальной точностью отображающих мельчайшие детали, с которыми машины могут столкнуться в обычных условиях (к примеру, на кухне или в гостиной).
Позволяя роботам свободно перемещаться в смоделированных виртуальных средах Habitat, исследователи получают очевидную экономию средств и времени по сравнению с их обучением в реальных условиях. Facebook надеется, что платформа ускорит разработку вспомогательных роботов, которые помогут людям с домашними делами.
В течение многих лет Facebook работает над продвижением «embodied AI», которая фокусируется на обучении универсальных роботов, чтобы они могли перемещаться в реальном мире вместе с людьми, реагируя на ранее неизвестные среды или неожиданные объекты, встречающиеся на их пути.
Это может означать, что домашние роботы смогут приносить своим владельцам предметы по команде и загружать посудомоечную машину. Однако также это откроет двери для более серьезных технологий, таких как робот-гид, помогающий слабовидящим людям при ходьбе на открытом воздухе. Чтобы помочь машинам выполнять полезные задачи в реальном мире, необходимо предоставить им опыт работы в сотнях различных реальных сред — с детскими игрушками, разбросанными по полу, и перевернутыми углами ковра.
Вот где симуляция может изменить правила игры. Ученые Facebook считают, что вместо того, чтобы переносить физического робота в разные квартиры, дома и офисы в течение долгих месяцев и лет, гораздо более прагматичный подход состоит в том, чтобы подвергнуть ИИ виртуальным средам для ускорения обучения. Два года назад компания представила первую версию Habitat, которая включала набор данных Replica — компиляцию из 18 3D-сканирований пространств (от офисных конференц-залов до двухэтажных домов).
Replica была ультрареалистичной библиотекой настроек, которая показывала некоторые из самых тонких деталей в каждом месте — от зеркальных отражений до текстур ковра. Однако это был статический набор данных, то есть робот мог перемещаться по виртуальному пространству, но не мог взаимодействовать ни с одним из объектов.
Создав Habitat 2.0, компания приступила к решению этой проблемы. Теперь роботы могут не только перемещаться по виртуальным средам новой платформы, но и взаимодействовать с объектами, которые они могут найти на обычной кухне, в столовой или другом используемом людьми пространстве.
«Благодаря этому новому набору данных и платформе исследователи ИИ могут выйти за рамки простого создания виртуальных агентов в статических трехмерных средах и приблизиться к созданию роботов, которые могут легко и надежно выполнять полезные задачи, такие как наполнение холодильника, загрузка посудомоечной машины или доставка предметов по команде»
Replica также получила обновление под названием ReplicaCAD, которое поддерживает перемещение и управление объектами. ReplicaCAD является результатом более чем 900 часов работы 3D-художников, которые создали 111 уникальных макетов жилого пространства, включая 92 объекта. Особое внимание было уделено составу материала, геометрии и фактуре предметов, а также тому, есть ли у предметов особые механизмы, такие как открывание и закрывание дверей у холодильников.
Художники дошли до такого воссоздания реалистичного беспорядка, как кухонная утварь, книги и мебель. Платформа все еще далека от совершенства: к примеру, ReplicaCAD не поддерживает нежесткую динамику, такую как жидкости, ткани и веревки, также она не включает звуковое и тактильное распознавание. Тем не менее, Habitat 2.0 позволяет роботам виртуально выполнять множество задач, начиная от сервировки стола, уборки холодильника, уборки дома и других обычных домашних дел.
Facebook — не единственная компания, которая интересуется виртуальным моделированием «embodied AI». Например, в 2021 году Институт Аллена в Сиэтле выпустил ManipulaTHOR — сложную виртуальную руку робота, способную манипулировать объектами в более чем 100 смоделированных средах. Однако Facebook может получить дополнительные баллы в этом поединке, поскольку скорость Habitat 2.0 в два раза быстрее, чем большинства 3D-симуляторов, доступных в настоящее время исследователям.
«Такая скорость значительно сокращает время, позволяя исследователям проводить эксперименты, которые обычно занимают более шести месяцев, всего за два дня. Сокращение времени экспериментов позволит исследователям проверять новые идеи гораздо быстрее и чаще, что приведет к завершению большего количества симуляций и проложит путь для лучшего прогресса в этой области»
Исследовательской группе Facebook еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем Habitat сможет достичь своих максимальных возможностей. Скорость, конечно, всегда можно улучшить, но есть еще одна ключевая задача — связать разные вещи вместе. Хотя роботов сегодня можно обучить индивидуальным навыкам, таким как сбор, установка или открытие ящика, их еще предстоит научить, как выполнять многие из этих задач и связывать их, не накапливая ошибок, что по-прежнему значительно ограничивает полезность технологии.
Facebook также стремится расширить ReplicaCAD и включить больше жилых пространств, отражающих разные культуры и типы объектов. С этой целью компания открыла Habitat для сторонних 3D-ресурсов и объявила о партнерстве с компанией Matterport, занимающейся пространственными данными.
