Une équipe de recherche de la NYU Tandon School of Engineering, avec le soutien de la National Robotics Initiative 2.0 de la National Science Foundation, est en train de jeter les bases d'un système sans fil qui tire parti des communications sans fil ultrarapides de cinquième génération (5G) pour externaliser les fonctions d'intelligence artificielle (IA) d'un robot mobile vers le cloud de périphérie, le serveur dans le cloud le plus proche du robot.

Les collaborateurs, qui sont tous membres de la faculté du célèbre centre NYU WIRELESS de NYU Tandon pour la recherche en télécommunications, concevra des algorithmes de manipulation et de locomotion qui résolvent certains obstacles techniques importants pour faire des réseaux 5G un pont viable entre le robot et le serveur.

Le transfert des capacités d'IA du robot vers un serveur distant offre des avantages opérationnels alléchants, comme permettre aux robots de percevoir l'environnement, effectuer des opérations complexes, et prendre des décisions de manière autonome, le tout sans encourir des coûts énergétiques et de poids importants liés aux équipements de calcul et de production d'électricité embarqués.

Composé de Ludovic Righetti, professeur aux départements de génie électrique et informatique et de génie mécanique et aérospatial; et Siddharth Garg, Sundeep Rangan et Elza Erkip, professeurs au Département de génie électrique et informatique, l'équipe se concentrera sur la résolution des problèmes de fiabilité, sécurité du fonctionnement robotique en cas de dégradation de la communication, et l'évolutivité vers des systèmes multi-robots.

La collaboration apporte une expertise en robotique (Righetti), architecture et calcul informatique (Garg), réseaux sans fil (Rangan et Erkip), et la théorie de l'information (Erkip). Righetti, une nouvelle recrue chez Tandon, dirigera le projet.

« L'objectif est de concevoir des algorithmes qui répartissent de manière optimale les calculs entre les robots et le cloud pour un fonctionnement robotique sûr et garanti, " dit Erkip.

Rangan a expliqué que si la robotique dans le cloud a longtemps été considérée comme un moyen de décharger les calculs énergivores, il est resté insaisissable pour la perception et le contrôle en temps réel en raison de la bande passante limitée et de la latence élevée des systèmes de communication sans fil. Il a expliqué que le problème est exacerbé par la nécessité de prendre en charge les systèmes vidéo et LIDAR gourmands en bande passante couramment utilisés sur les robots aujourd'hui.

« Les systèmes 5G offrent le potentiel pour des débits de données considérablement plus élevés, mais la robotique cloud en temps réel reste un défi, ", a-t-il déclaré. "Une difficulté particulière est que la communication 5G utilisant les bandes d'ondes millimétriques (mmWave) est très susceptible d'être bloquée. Par conséquent, les liaisons peuvent avoir des débits de données de pointe élevés, mais peut n'être disponible que par intermittence."

Le projet considère divers aspects de ces défis, y compris la modélisation des canaux 5G dans les scénarios robotiques, partitionnement dynamique des tâches entre le cloud et le robot, et le développement de nouveaux algorithmes de contrôle qui peuvent exploiter les liaisons à haut débit lorsqu'elles sont disponibles, mais qui fonctionnent également lorsque les liaisons sont bloquées.

"Le but ultime est d'aider au développement de la légèreté, autonome, robotique connectée au cloud, " dit Righetti, ajoutant que les activités de sensibilisation, notamment l'offre gratuite des algorithmes de l'équipe, seront un aspect majeur de la démonstration des capacités uniques des systèmes robotiques compatibles 5G. « Nous abaissons les barrières à l'entrée pour les scientifiques et les industries cherchant à exploiter la robotique compatible 5G en distribuant les algorithmes que nous développons via l'open source et à des partenaires industriels via NYU WIRELESS. »

Il a expliqué que le travail comprendra l'élaboration de programmes d'études sur la base de la recherche. « Cette initiative contribuera à l'éducation des étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs; en fait, nous proposons des projets encadrés avec la possibilité de travailler directement sur des plateformes expérimentales de pointe."