机器人将接管世界的想法有一个缺陷，那就是世界充满了门。门对机器人来说就像是氪石，辛辛那提大学的航空工程教授Ou Ma说：“机器人可以做很多事情，但如果你想让一个机器人自己开门并通过门口，那是一个巨大的挑战。”UC的智能机器人和自主系统实验室的学生已经在三维数字模拟中解决了这个复杂的问题。现在，他们正在建造一个不仅能自己开门，还能找到最近的电墙插座充电的自主机器人，而无需人类协助。
这种简单的独立性进步代表了帮助机器人，如清洁和消毒办公楼、机场和医院的机器人，向前迈出了一大步。帮助机器人是270亿美元的机器人产业的一部分，包括制造和自动化。
该研究发表在《IEEE Access》杂志上。UC工程与应用科学学院博士生Yufeng Sun是该研究的主要作者，他说一些研究人员通过扫描整个房间创建3D数字模型来解决这个问题，这样机器人就可以找到门。
但这是一种耗时的定制解决方案，只适用于扫描的特定房间。Sun说，开发一个能为自己开门并找到墙插充电的自主机器人面临着几个挑战。门有不同的颜色和大小，手柄的高度可能略有不同。机器人必须知道使用多少力量来开门以克服阻力。大多数公共门都是自闭的，这意味着如果机器人失去抓握，它必须重新开始。
由于UC学生使用机器学习，机器人必须“教”自己如何开门，基本上是通过试错。
这最初可能很耗时，但机器人会随着时间的推移纠正错误。模拟帮助机器人为实际任务做好准备，Sun说。“机器人需要足够的数据或‘经验’来帮助训练它，”Sun说。“这是其他使用基于AI的方法完成现实世界任务的机器人应用的一个巨大挑战。”现在，Sun和UC硕士生Sam King正在将Sun的成功模拟研究转化为一个真正的机器人。
“挑战在于如何将这种学习的控制策略从模拟转移到现实，通常被称为‘Sim2Real’问题，”Sun说。数字模拟通常在初始现实应用中只有60%到70%的成功率，Sun说他预计将花费一年或更多的时间来弥合差距，以完善他的新自主机器人系统。