Princípios importantes
- Um novo sistema pode permitir que um robô execute tarefas complexas de manipulação de massa para fazer pizza.
- Pesquisadores dizem que o método pode ser a chave para resolver problemas de automação mais complexos.
- Há uma quantidade surpreendente de matemática na massa de uma pizza.
Ensinar robôs a fazer uma ótima pizza pode ser a chave para resolver problemas de automação mais complexos.
Pesquisadores criaram um sistema de manipulação robótica que usa um processo de aprendizado de dois estágios para permitir que um robô execute tarefas complexas de manipulação de massa. O método, detalhado em um novo artigo, permite que os robôs façam coisas como cortar e espalhar massa ou juntar pedaços de massa ao redor de uma tábua de cortar.
"Pode parecer engraçado, mas fazer pizza é um teste extraordinário para robôs", disse o pesquisador de IA Adrian Zidaritz, que não esteve envolvido no estudo, à Lifewire em uma entrevista por e-mail. "Um robô vê objetos através de uma câmera, então ele deve trabalhar com imagens bidimensionais desse objeto enquanto tenta juntar essas imagens em um objeto tridimensional. Agora adicione a isso o fato de que a massa da pizza está sendo continuamente deformado, e o teste se torna ainda mais extraordinário."
Abrindo a massa
Para um robô, trabalhar com um objeto deformável como a massa é difícil porque a forma da massa pode mudar de várias maneiras, que são difíceis de representar com uma equação. E criar uma nova forma a partir dessa massa requer várias etapas e o uso de diferentes ferramentas. É um desafio para um robô aprender uma tarefa de manipulação com uma longa sequência de etapas - onde há muitas opções possíveis - já que o aprendizado geralmente ocorre por tentativa e erro.
Agora, cientistas do MIT, da Universidade Carnegie Mellon e da Universidade da Califórnia em San Diego dizem ter desenvolvido um método aprimorado de ensinar robôs a fazer pizza. Eles criaram uma estrutura para um sistema de manipulação robótica que usa um processo de aprendizado em dois estágios, que pode permitir que um robô execute tarefas complexas de manipulação de massa por um longo período.
O novo método envolve um algoritmo de "professor" que resolve cada passo que o robô deve dar para completar a tarefa. Em seguida, ele treina um modelo de aprendizado de máquina de "aluno" que aprende ideias abstratas sobre quando e como executar cada habilidade necessária durante a aula, como usar um rolo de massa. Com esse conhecimento, o sistema raciocina como gerenciar as habilidades para concluir toda a tarefa.
"Este método está mais próximo de como nós, como humanos, planejamos nossas ações", disse Yunzhu Li, estudante de pós-graduação do MIT e um dos autores do artigo sobre o método, no comunicado à imprensa sobre o projeto. "Quando um humano faz uma tarefa de longo horizonte, não estamos anotando todos os detalhes. Temos um planejador de nível superior que nos diz aproximadamente quais são os estágios e alguns dos objetivos intermediários que precisamos alcançar ao longo do caminho, e então nós os executamos."
O Pi da Torta
Uma quantidade surpreendente de matemática é usada para criar massa de pizza, disse Zidaritz. A massa pode ser descrita usando superfícies algébricas ou paramétricas.
"Depois há a questão de escolher o formalismo com o qual representar as deformações, geralmente um conjunto de equações diferenciais", acrescentou. "As coisas podem ficar difíceis aqui porque essas equações diferenciais têm alta complexidade computacional. A massa da pizza não pode ser congelada no ar enquanto o robô calcula em que ela pode ser deformada na próxima etapa."
Yariv Reches, cofundador da Hyper Food Robotics, que constrói lojas robóticas de fast-food, disse em uma entrevista por e-mail que manipular a massa de pizza é um grande desafio. Trabalhar com um objeto deformável como massa é mais complexo do que manusear um rígido.
"Objetos estáticos estão sendo examinados no final de uma série de ações, enquanto em objetos deformáveis, o assunto está sempre mudando de forma e consistência - o aprendizado, então, é que o mecanismo do processo de anotação precisa se adaptar rapidamente, " acrescentou.
Mas os avanços recentes na robótica podem levar a grandes coisas para os amantes de pizza, disse Reches. Manuseio, montagem, cozimento, preparação e embalagem de alimentos geralmente mudam de forma ao serem manuseados por robôs.
"Integrar a IA na preparação de alimentos significa que todos os ingredientes alimentares que sofrem uma mudança de estado e precisam fluir através de dispensadores robóticos podem ser gerenciados com tecnologia", acrescentou Reches."Por exemplo, coberturas de pizza que precisam de uma aplicação, espalhamento e até correções em tempo real podem ser manuseadas - ou até mesmo aplicação e montagem de hambúrguer e pão."
