A configuração da tarefa da linha de montagem. Crédito: 2026 LASA EPFL CC-BY-SA.
Por Célia Luterbacher
Nos ambientes de produção atuais, atualizar uma frota de robôs muitas vezes significa começar do zero – não apenas substituindo {hardware}, mas também reprogramando tarefas. Mesmo quando dois robôs são construídos para realizar trabalhos semelhantes, diferentes arranjos de juntas ou limites de movimento significam que uma tarefa programada para um robô muitas vezes não pode ser usada em outro. Permitir a transferência direta de competências entre robôs poderia tornar estes sistemas mais sustentáveis e económicos.
Para enfrentar esse desafio, pesquisadores do Laboratório de Algoritmos e Sistemas de Aprendizagem (LASA) na Escola de Engenharia da EPFL desenvolveram uma nova estrutura de controle robótico chamada Inteligência Cinemática. O método pega uma tarefa demonstrada por humanos, converte-a matematicamente em uma estratégia geral de movimento e depois a adapta para que diferentes robôs possam executá-la com base em seu projeto físico. A pesquisa foi publicada em Robótica Científica.
“Este trabalho aborda um desafio de longa information na robótica: como transferir uma habilidade aprendida entre robôs com diferentes estruturas mecânicas, garantindo ao mesmo tempo um comportamento seguro e previsível”, afirma Aude Billard, chefe da LASA. “Essa abordagem poderia reduzir significativamente o tempo e a experiência necessários para implantar robôs em ambientes reais.”
Inteligência Cinemática para aprendizagem transferível de robôs
Para construir a sua estrutura, os investigadores primeiro pegaram em tarefas de manipulação de objectos demonstradas por humanos – como colocar, empurrar e atirar – e gravaram-nas utilizando tecnologia de captura de movimento. Então, eles converteram matematicamente essas tarefas registradas em estratégias gerais de movimento. Eles também desenvolveram uma classificação sistemática dos limites físicos de diferentes projetos de robôs, incluindo até que ponto suas articulações podem se mover e quais posições devem ser evitadas para permanecerem estáveis. A estrutura utiliza então esta classificação para adaptar automaticamente as estratégias gerais de movimento aos diferentes corpos dos robôs, garantindo que estes possam realizar tarefas com segurança dentro dos seus limites mecânicos.
Numa experiência de linha de montagem, um ser humano demonstrou uma tarefa empurrando um bloco de madeira de uma correia transportadora para uma bancada de trabalho, colocando-o sobre uma mesa e, finalmente, atirando-o para um cesto. Ao utilizar a Inteligência Cinemática, três robôs comerciais completamente diferentes foram capazes de reproduzir esta mesma sequência de forma segura e confiável.
“Cada robô executou diferentes etapas da tarefa, e o sistema funcionou com sucesso mesmo quando a alocação das etapas foi alterada”, explica o estudante de doutorado da LASA e coautor Sthithpragya Gupta. “Cada robô interpreta a mesma habilidade à sua maneira, mas sempre dentro de limites seguros e viáveis.”
Rumo a uma robótica escalável e preparada para o futuro
Os pesquisadores pretendem estender a estrutura para ambientes como colaboração humano-robô e interação baseada em linguagem pure. Por exemplo, a Inteligência Cinemática poderia permitir que uma pessoa instruísse um robô com comandos simples em casa, sem necessidade de programação técnica. A abordagem também é relevante para plataformas robóticas emergentes, onde a rápida evolução do {hardware} significa que as máquinas atuais poderão em breve ser substituídas por versões mais recentes. Permitir a transferência contínua de competências entre essas plataformas poderia desempenhar um papel elementary para torná-las práticas e escaláveis.
“Nosso objetivo é eliminar a necessidade de conhecimento técnico e, ao mesmo tempo, garantir uma operação segura e confiável”, resume o cientista da LASA e co-autor Durgesh Haribhau Salunkhe. “O usuário traz a ideia e o comportamento desejado, e o robô deve cuidar do resto.”
Referência
Demonstre uma vez, execute em vários: Inteligência cinemática para transferência de habilidades entre robôs, S Gupta, DH Salunkhe, A BillardRobótica Científica (2026).
EPFL
(École polytechnique fédérale de Lausanne) é um instituto de pesquisa e universidade em Lausanne, Suíça, especializado em ciências naturais e engenharia.
EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) é um instituto de pesquisa e universidade em Lausanne, Suíça, especializado em ciências naturais e engenharia.