Om de prestaties van robotica-algoritmen en -controllers te evalueren, onderzoekers gebruiken meestal softwaresimulaties of echte fysieke robots. Hoewel deze twee verschillende evaluatiestrategieën kunnen lijken, er is een heel ander scala aan mogelijkheden die elementen van beide combineren.

In een recente studie, onderzoekers van de Texas A&M University en de University of South Carolina hebben zich ten doel gesteld om evaluatie- en uitvoeringsscenario's te onderzoeken die zich op een kruispunt bevinden tussen simulaties en echte implementaties. Hun onderzoek, geschetst in een paper dat vooraf is gepubliceerd op arXiv, richt zich specifiek op gevallen waarin echte robots de wereld waarnemen via hun sensoren, waar de omgeving die ze voelen als een illusie kan worden gezien.

"We beschouwen problemen waarbij robots samenspannen om een ​​wereldbeeld te presenteren dat afwijkt van de werkelijkheid, "Dylan Shell en Jason O'Kane, de onderzoekers die het onderzoek hebben uitgevoerd, schreven in hun krant. "Het onderzoek is ingegeven door het probleem van het fysiek valideren van robotgedrag, ondanks dat er een discrepantie bestaat tussen de robots die we hebben en de robots die we willen bestuderen, of de omgeving voor testen die beschikbaar is versus dat wat gewenst is, of andere mogelijke mismatches in deze geest."

De studie is geïnspireerd op eerder biologisch onderzoek, die was gericht op het begrijpen van de perceptuele beperkingen van levende organismen en hoe informatiemismatches hun gedrag kunnen beïnvloeden. In recente jaren, biologen zijn begonnen met het gebruik van technologische hulpmiddelen zoals virtual reality (VR) en augmented reality (AR) om een ​​beter begrip te krijgen van biologische organismen en hun percepties.

evenzo, softwaresimulaties zijn een belangrijk onderdeel geworden van robotica-onderzoek, met veel onderzoekers die ze gebruiken om hun robotsystemen en benaderingen uit te voeren en te testen. In de meeste van deze gevallen, een simulatiesoftware reproduceert enkele elementen van de uitvoering van een robot in een virtuele, in plaats van fysiek, omgeving, het genereren van kunstmatige sensormetingen of statusgerelateerde gegevens.

Dit roept een andere vraag op:hoe dicht komt een simulator, wat een systeem op zich is, daadwerkelijk de echte wereld reproduceren? Met dit in gedachten, gingen de onderzoekers op zoek naar de relaties tussen paren systemen die "bij elkaar passen, " evenals gevallen waarin een van deze systemen krachtig genoeg is om een ​​illusie op de andere te toveren.

"Na het concept van een overtuigende illusie te hebben geformuleerd, in wezen een idee van systeemsimulatie die plaatsvindt in de echte wereld, we onderzoeken de implicaties van dit type simuleerbaarheid in termen van infrastructuurvereisten, Shell en O'Kane legden het uit in hun paper. "Tijd is een belangrijke hulpbron:sommige robots kunnen andere simuleren, maar, misschien, alleen met een snelheid die langzamer is dan realtime."

Shell en O'Kane suggereren dat de verschillende snelheden waarmee systemen andere systemen kunnen simuleren onderzoekers in staat stellen om gesimuleerde en gesimuleerde systemen in relatieve vorm te beschrijven. Op basis van deze veronderstelling, ze ontwikkelden enkele stellingen om de relatie tussen een simulerend en een gesimuleerd systeem te schetsen, met voor elk een aantal voorbeelden.

Vervolgens, de onderzoekers voerden een eenvoudig experiment met meerdere robots uit op basis van de door hen ontwikkelde theorie. In dit experiment, een robot een eenvoudige navigatietaak moest voltooien in een onbegrensd veld van obstakels, zowel in simulatie als op een fysieke robottestbed. Hun bevindingen suggereren dat verschillende simulatiebenaderingen duidelijk verschillende tijdsefficiënties kunnen hebben bij het produceren van een illusie voor een bepaald systeem.

De waarnemingen verzameld door Shell en O'Kane, evenals de theorie die ze ontwikkelden, zou het huidige begrip van simulatiesoftware die wordt gebruikt om robotica-benaderingen te evalueren, kunnen verbreden, het benadrukken van nieuwe aspecten van de relatie tussen gesimuleerde en gesimuleerde systemen. In hun toekomstige werk, ze konden verschillende nieuwe onderzoeksrichtingen verkennen, bijvoorbeeld het uitbreiden van hun theorie om de noties van onzekerheid en niet-determinisme aan te pakken of het ontwikkelen van een rijkere theorie van efficiënte illusies.

© 2019 Wetenschap X Netwerk