Facebook навчить роботів виносити сміття і розвантажувати посудомийну машину
Facebook влітку 2021 року оголосила про новий крок компанії на шляху до досягнення того, що вона називає «embodied AI» — технології, яка колись дозволить роботам виконувати повсякденні завдання, такі як наповнення холодильника продуктами або винесення сміття.
Компанія представила Habitat 2.0 — оновлення платформи моделювання середовища існування, яке дозволяє дослідникам навчати своїх роботів на високій швидкості у віртуальних середовищах, з максимальною точністю відображаючи найдрібніші деталі, з якими машини можуть зіткнутися у звичайних умовах (наприклад, на кухні або у вітальні).
Дозволяючи роботам вільно переміщатися у змодельованих віртуальних середовищах Habitat, дослідники отримують очевидну економію коштів і часу порівняно з їхнім навчанням у реальних умовах. Facebook сподівається, що платформа прискорить розробку допоміжних роботів, які допомагатимуть людям із домашніми справами.
Протягом багатьох років Facebook працює над просуванням «embodied AI», яка зосереджується на навчанні універсальних роботів, щоб вони могли переміщатися реальним світом разом з людьми, реагуючи на раніше невідомі середовища або несподівані предмети, що трапляються на їхньому шляху.
Це може означати, що домашні роботи зможуть приносити власникам предмети за командою та завантажувати посудомийну машину. Водночас це відкриє двері й для серйозніших технологій, таких як робот-гід, що допомагає людям із поганим зором під час прогулянок на відкритому повітрі. Щоб допомогти машинам виконувати корисні завдання в реальному світі, їм необхідно надати досвід роботи в сотнях різних реальних середовищ — з дитячими іграшками, розкиданими по підлозі, і перевернутими кутами килима.
Тут симуляція може змінити правила гри. Вчені Facebook вважають, що замість того, щоб протягом довгих місяців і років переносити фізичного робота в різні квартири, будинки та офіси, набагато прагматичніший підхід полягає в тому, щоб піддавати ШІ віртуальним середовищам для прискорення навчання. Два роки тому компанія представила першу версію Habitat, яка включала набір даних Replica — компіляцію з 18 3D-сканувань просторів (від офісних конференц-залів до двоповерхових будинків).
Replica була ультрареалістичною бібліотекою налаштувань, яка показувала деякі з найтонших деталей у кожному місці — від дзеркальних відбитків до текстур килима. Однак це був статичний набір даних, тобто робот міг переміщатися віртуальним простором, але не міг взаємодіяти жодним із об'єктів.
Створивши Habitat 2.0, компанія почала вирішувати цю проблему. Тепер роботи можуть не лише переміщатися віртуальними середовищами нової платформи, а й взаємодіяти з предметами, які можуть знайти на звичайній кухні, у їдальні або іншому просторі, яким користуються люди.
«Завдяки цьому новому набору даних і платформі дослідники ШІ можуть вийти за межі простого створення віртуальних агентів у статичних тривимірних середовищах і наблизитися до створення роботів, які можуть легко і надійно виконувати корисні завдання, такі як наповнення холодильника, завантаження посудомийної машини або доставка предметів за командою»
Replica також отримала оновлення під назвою ReplicaCAD, яке підтримує переміщення та керування об'єктами. ReplicaCAD є результатом понад 900 годин роботи 3D-художників, які створили 111 унікальних макетів житлового простору, включно з 92 об'єктами. Особливу увагу приділили складу матеріалу, геометрії та фактурі предметів, а також тому, чи є у предметів особливі механізми, такі як відкривання і закривання дверцят холодильників.
Художники дійшли до такого відтворення реалістичного безладу, як кухонний посуд, книжки і меблі. Платформа все ще далека від досконалості: наприклад, ReplicaCAD не підтримує нежорстку динаміку, таку як рідини, тканини і мотузки, також вона не включає звукове та тактильне розпізнавання. Втім, Habitat 2.0 дозволяє роботам віртуально виконувати безліч завдань, починаючи від сервірування столу, прибирання холодильника, прибирання будинку та інших звичайних домашніх справ.
Facebook — не єдина компанія, яка цікавиться віртуальним моделюванням «embodied AI». Наприклад, у 2021 році Інститут Аллена в Сіетлі випустив ManipulaTHOR — складну віртуальну руку робота, здатну маніпулювати об'єктами в більш ніж 100 змодельованих середовищах. Проте Facebook може отримати додаткові бали в цьому двобої, адже швидкість Habitat 2.0 у два рази вища, ніж у більшості 3D-симуляторів, доступних наразі дослідникам.
«Така швидкість значно скорочує час, дозволяючи дослідникам проводити експерименти, які зазвичай тривають понад шість місяців, всього за два дні. Скорочення часу експериментів дозволить дослідникам перевіряти нові ідеї набагато швидше і частіше, що призведе до завершення більшої кількості симуляцій і прокладе шлях до кращого прогресу в цій галузі»
Дослідницькій групі Facebook ще належить пройти довгий шлях, перш ніж Habitat зможе досягти своїх максимальних можливостей. Швидкість, звісно, завжди можна покращити, але є ще одне ключове завдання — пов'язати різні речі разом. Хоча роботів сьогодні можна навчити окремим навичкам, таким як збирання, встановлення або відкривання шухляди, їх ще належить навчити, як виконувати багато з цих завдань і поєднувати їх, не накопичуючи помилок, що й досі суттєво обмежує корисність технології.
Facebook також прагне розширити ReplicaCAD і включити більше житлових просторів, що відображають різні культури та типи об'єктів. З цією метою компанія відкрила Habitat для сторонніх 3D-ресурсів і оголосила про партнерство з компанією Matterport, яка займається просторовими даними.
