Een onderzoeksteam van de NYU Tandon School of Engineering, met de steun van het National Robotics Initiative 2.0 van de National Science Foundation, bouwt aan de basis van een draadloos systeem dat gebruikmaakt van supersnelle draadloze communicatie van de vijfde generatie (5G) om de kunstmatige intelligentie (AI)-functies van mobiele robots uit te besteden aan de edge-cloud - de server in de cloud die zich het dichtst bij de robot bevindt.

de medewerkers, die allemaal lid zijn van de faculteit van het gerenommeerde NYU WIRELESS centrum voor telecommunicatieonderzoek van NYU Tandon, zal manipulatie- en voortbewegingsalgoritmen ontwerpen die een aantal belangrijke technische hindernissen aanpakken om van 5G-netwerken een levensvatbare brug tussen robot en server te maken.

Het verschuiven van AI-mogelijkheden van de robot naar een externe server biedt verleidelijke operationele voordelen, zoals robots de omgeving laten waarnemen, complexe operaties uitvoeren, en zelfstandig beslissingen nemen, dit alles zonder hoge energie- en gewichtskosten te veroorzaken door computer- en stroomopwekkingsapparatuur aan boord.

Bestaande uit Ludovic Righetti, hoogleraar bij de departementen Electrical and Computer Engineering en Mechanical and Aerospace Engineering; en Siddharth Garg, Sundeep Rangan en Elza Erkip, professoren in de afdeling Electrical and Computer Engineering, het team zal zich richten op het oplossen van betrouwbaarheidsproblemen, veiligheid van robotwerking onder verslechtering van de communicatie, en schaalbaarheid naar systemen met meerdere robots.

De samenwerking brengt expertise in robotica (Righetti), computerarchitectuur en -berekening (Garg), draadloze netwerken (Rangan en Erkip), en informatietheorie (Erkip). Righetti, een nieuwe aanwinst bij Tandon, zal het project leiden.

"Het doel is om algoritmen te ontwerpen die de berekening optimaal verdelen tussen robots en de cloud voor een gegarandeerd veilige robotwerking, ' zei Erik.

Rangan legde uit dat hoewel cloudrobotica al lang wordt gezien als een manier om energieverslindende berekeningen te ontlasten, het is ongrijpbaar gebleven voor real-time waarneming en controle vanwege de beperkte bandbreedte en hoge latentie van draadloze communicatiesystemen. Hij legde uit dat het probleem wordt verergerd door de noodzaak om de bandbreedteverslindende video- en LIDAR-systemen die tegenwoordig vaak op robots worden gebruikt, te ondersteunen.

"5G-systemen bieden het potentieel voor enorm hogere datasnelheden, maar realtime cloudrobotica blijft een uitdaging, " zei hij. "Een bijzondere moeilijkheid is dat 5G-communicatie met behulp van de millimetergolfbanden (mmWave) zeer gevoelig is voor blokkering. Als resultaat, links kunnen hoge piekdatasnelheden hebben, maar kan slechts af en toe beschikbaar zijn."

Het project houdt rekening met verschillende aspecten van deze uitdagingen, inclusief 5G-kanaalmodellering in roboticascenario's, dynamische taakverdeling tussen de cloud en robot, en de ontwikkeling van nieuwe controle-algoritmen die gebruik kunnen maken van links met hoge snelheid, indien beschikbaar, maar die ook werken wanneer links worden geblokkeerd.

"Het uiteindelijke doel is om de ontwikkeling van lichtgewicht, autonoom, cloud-verbonden robotica, " zei Righetti, eraan toevoegend dat outreach-activiteiten, waaronder het gratis aanbieden van de algoritmen van het team, een belangrijk aspect zullen zijn bij het demonstreren van de unieke mogelijkheden van 5G-compatibele robotsystemen. "We verlagen de toegangsdrempel voor wetenschappers en industrieën die 5G-robotica willen exploiteren door de algoritmen die we ontwikkelen via open source en via NYU WIRELESS aan industriële partners te distribueren."

Hij legde uit dat het werk curriculumontwikkeling zal omvatten op basis van het onderzoek. "Dit initiatief zal bijdragen aan de opleiding van niet-gegradueerde en afgestudeerde studenten; in feite, we bieden begeleide projecten aan met de mogelijkheid om direct te werken op state-of-the-art experimentele platforms."