Uma equipe de pesquisa da NYU Tandon School of Engineering, com o apoio da National Science Foundation's National Robotics Initiative 2.0, está construindo as bases de um sistema sem fio que tira proveito das comunicações sem fio super-rápidas de quinta geração (5G) para terceirizar as funções de inteligência artificial (IA) de robôs móveis para a nuvem de borda - o servidor na nuvem mais próximo do robô.

Os colaboradores, todos membros do corpo docente do renomado centro NYU WIRELESS de pesquisa em telecomunicações da NYU Tandon, irá projetar algoritmos de manipulação e locomoção que abordam alguns obstáculos técnicos importantes para tornar as redes 5G uma ponte viável entre o robô e o servidor.

Mudar os recursos de IA do robô para um servidor remoto oferece benefícios operacionais tentadores, como permitir que os robôs percebam o ambiente, realizar operações complexas, e tomar decisões de forma autônoma, tudo isso sem incorrer em grandes custos de energia e peso de equipamentos computacionais e de geração de energia a bordo.

Composto por Ludovic Righetti, professor dos Departamentos de Engenharia Elétrica e de Computação e Engenharia Mecânica e Aeroespacial; e Siddharth Garg, Sundeep Rangan e Elza Erkip, professores do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação, a equipe se concentrará em resolver problemas de confiabilidade, segurança da operação robótica sob degradação da comunicação, e escalabilidade para sistemas multi-robôs.

A colaboração traz experiência em robótica (Righetti), arquitetura e computação de computador (Garg), redes sem fio (Rangan e Erkip), e teoria da informação (Erkip). Righetti, uma nova contratação na Tandon, vai liderar o projeto.

"O objetivo é projetar algoritmos que distribuem de forma otimizada a computação entre os robôs e a nuvem para garantir uma operação robótica segura, "disse Erkip.

Rangan explicou que, embora a robótica em nuvem seja vista há muito tempo como uma forma de descarregar computação que consome energia, ele permaneceu indefinido para percepção e controle em tempo real devido à largura de banda limitada e à alta latência dos sistemas de comunicação sem fio. Ele explicou que o problema é agravado pela necessidade de oferecer suporte aos sistemas LIDAR e vídeo que consomem muita largura de banda, comumente usados ​​em robôs atualmente.

"Os sistemas 5G oferecem o potencial para taxas de dados muito mais altas, mas a robótica da nuvem em tempo real continua desafiadora, "disse ele." Uma dificuldade particular é que a comunicação 5G usando bandas de ondas milimétricas (mmWave) são altamente suscetíveis a bloqueios. Como resultado, links podem ter altas taxas de dados de pico, mas pode estar disponível apenas de forma intermitente. "

O projeto considera vários aspectos desses desafios, incluindo modelagem de canal 5G em cenários de robótica, particionamento dinâmico de tarefas entre a nuvem e o robô, e o desenvolvimento de novos algoritmos de controle que podem explorar links de alta taxa quando disponíveis - mas que também operam quando os links são bloqueados.

"O objetivo final é ajudar no desenvolvimento de produtos leves, Autônomo, robótica conectada à nuvem, "disse Righetti, adicionar que as atividades de divulgação - incluindo a oferta de algoritmos da equipe gratuitamente - será um aspecto importante da demonstração dos recursos exclusivos dos sistemas robóticos habilitados para 5G. "Estamos reduzindo as barreiras de entrada para cientistas e indústrias que buscam explorar a robótica habilitada para 5G, distribuindo os algoritmos que desenvolvemos por meio de código aberto e para parceiros industriais via NYU WIRELESS."

Ele explicou que o trabalho incluirá o desenvolvimento do currículo com base na pesquisa. “Essa iniciativa vai contribuir com a formação de alunos de graduação e pós-graduação; aliás, estamos oferecendo projetos supervisionados com a possibilidade de trabalhar diretamente em plataformas experimentais de última geração. "