پیشرفت در روباتیک: ایمنی ، تعمیم و تعامل انسان-روبات در تحقیقات سال 2025

این مقاله بخشی از AI Frontiers است ، مجموعه ای که به بررسی علوم کامپیوتر پیشگامانه و تحقیقات هوش مصنوعی از Arxiv می پردازد. ما مقالات کلیدی را خلاصه می کنیم ، مفاهیم پیچیده را در یادگیری ماشین و نظریه محاسباتی تغییر می دهیم و نوآوری هایی را که آینده فناوری ما را شکل می دهد برجسته می کنیم. تحقیقاتی که در اینجا مورد بحث قرار گرفته است ، مقالات منتشر شده در تاریخ 16 مه 2025 را نشان می دهد ، و نشانگر عکس فوری از پیشرفت های پیشرفته در روباتیک است. این مطالعات به طور جمعی نشان دهنده پیشرفت در ایمنی ، تعمیم و تعامل انسان-روتوت است ، و این نشان می دهد که به سمت سیستم های رباتیک سازگار و قابل اعتماد تر تغییر می کند. روباتیک ، به عنوان یک زمینه ، طراحی سخت افزار ، هوش مصنوعی و تئوری کنترل را برای ایجاد سیستم های خودمختار قادر به درک ، استدلال و عمل در محیط های پویا ادغام می کند. ماهیت بین رشته ای روباتیک در تنوع برنامه های تحت پوشش این مقالات از جمله کشاورزی ، جراحی و پاسخ به فاجعه مشهود است. اهمیت این پیشرفت ها در پتانسیل آنها برای بیرون کشیدن روبات ها از تنظیمات آزمایشگاهی کنترل شده و به سناریوهای دنیای واقعی است که در آن غیرقابل پیش بینی بودن و تعامل انسان چالش های اساسی است. یکی از موضوعات مهم ناشی از این تحقیق ، پیگیری جنبش مادام العمر در روبات ها است. به عنوان مثال ، تحرک انسانی ، پیشرفت های قابل توجهی در ثبات و سازگاری داشته است. لیزی یانگ و همکاران. (2025) به چالش روبات های انسان دوستانه که در هنگام راه رفتن از اختلالات ناگهانی بهبود می یابند ، پرداخت. با ادغام حرکات بازو که به روبات ها اجازه می دهد تا در برابر دیوارها برای ثبات تکیه دهند ، کار آنها باعث می شود که انسان ها در حالی که با نیم متر در ثانیه حرکت می کنند ، در برابر 100 نیوتن مقاومت کنند. به همین ترتیب ، نیکیتا رودین و همکاران. (2025) ربات های پا را که در حال انجام پارکور بودند ، نشان داد که چابکی را در حرکت در شکاف ها و موانع نشان می دهد. این تحولات صرفاً مربوط به شاهکارهای آکروباتیک نیست بلکه در مورد فعال کردن روبات ها در محیط های بدون ساختار است که زمین و تعامل غیرقابل پیش بینی هستند. موضوع برجسته دیگر تأکید بر ایمنی در یادگیری تقویت (RL) و سیستم های خودمختار است. یانگ و همکاران. (2025) SHIELD را معرفی کرد ، یک لایه ایمنی برای سیاست های RL که با استفاده از توابع سد کنترل ، تضمین های ایمنی احتمالی را تقویت می کند. این رویکرد رفتارهای خطرناک 41 ٪ را بدون بازیابی خط مشی اساسی کاهش می دهد و به محدودیت اساسی RL در برنامه های دنیای واقعی می پردازد. هی هوانگ و همکاران. (2025) بیشتر در این موضوع با React ، سیستمی برای وسایل نقلیه خودمختار که در زمان واقعی برای افزایش جلوگیری از برخورد ، زمینه های خطر را مدل می کند ، کمک کرده است. این نوآوری ها به رسمیت شناخته شده است که عملکرد باید با ایمنی متعادل باشد ، به ویژه که روبات ها به طور فزاینده ای با انسان در فضاهای مشترک تعامل دارند. ادراک همچنین پیشرفتهای قابل توجهی ، به ویژه در ادغام چند حالته مشاهده کرده است. آکاش شارما و همکاران. (2025) اسپارش پوستی را ایجاد کرد ، یک رمزگذار لمسی خودکشی برای دست های رباتیک که امکان شناخت شیء را از طریق لمس بدون داده های دارای برچسب گسترده امکان پذیر می کند. این موفقیت به ویژه برای کارهایی که نیاز به دستکاری ظریف دارند ، مانند مونتاژ یا انتخاب میوه ، بسیار مهم است. در جبهه بصری ، Abhishek Kashyap و همکاران. (2025) از زمینه های تابشی برای تولید نماهای شیء جدید استفاده کرده و برنامه ریزی GRASP را برای بازوهای رباتیک بهبود می بخشد. این مطالعات بر اهمیت ترکیب روشهای حسی-لمسی ، بینایی و حتی زبان-برای تقویت ادراک رباتیک و تصمیم گیری تأکید می کند. تعمیم یک چالش اصلی در روباتیک است و کار اخیر باعث شده است تا به سمت سیستم های سازگار تر گام برداشته شود. Narayanan PP و همکاران. (2025) Groqloco را پیشنهاد کرد ، یک سیاست تحرک یکپارچه که قادر به کنترل چهار گوش در اندازه های مختلف بدون تنظیم خاص ربات است. این رویکرد ، که از معماری های مبتنی بر توجه بهره می برد ، به پیشرفت 2.4 برابر در نرخ موفقیت نسبت به روشهای قبلی دست یافت. Jiahui Zhang et al. (2025) با کلونینگ رفتار ضد عملی ، که قصد انسان را از تظاهرات ناقص و مستغلات می کند ، از یک زاویه متفاوت برخورد کرد. این روش با بهینه سازی بیش از نمونه های ضد عملی ، کارایی نمونه را در کارهای دنیای واقعی دو برابر کرده و نشان دهنده استحکام نسبت به ورودی پر سر و صدا انسان است. تعامل انسان-روبات فراتر از سیستم های ساده مبتنی بر فرمان تکامل یافته است و در عوض بر درک متنی و سازگاری متمرکز شده است. وی ژائو و همکاران. (2025) OE-VLA را معرفی کرد ، مدلی که با ادغام بینایی ، زبان و عمل ، دستورالعمل های باز را پردازش می کند. Chenxi Jiang و همکاران. (2025) به ابهام در درخواست های انسانی با Rei-Bench پرداخت ، و این امکان را برای روبات ها فراهم می کند که در صورت مبهم بودن دستورالعمل ها به دنبال شفاف سازی باشند. این پیشرفت ها بسیار مهم است زیرا روبات ها به محیط هایی منتقل می شوند که ارتباطات غالباً غیرقانونی و وابسته به زمینه هستند ، مانند خانه ها و محل های کار. از نظر روش شناختی ، این مطالعات از طیف وسیعی از تکنیک های متناسب با چالش های خاص خود استفاده می کنند. کنترل پیش بینی مدل (MPC) به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد ، همانطور که در یانگ و همکاران مشاهده می شود. (2025) دینامیک لب هیبریدی برای پیاده روی انسانی. در حالی که MPC در کار با پویایی غیرخطی برتری دارد ، اما با فضاهای اکشن با ابعاد بالا مبارزه می کند. توابع سد کنترل ، همانطور که در Shield استفاده می شود ، ضمانت های ایمنی رسمی را ارائه می دهد اما به مدل های دقیق دینامیک بستگی دارد. یادگیری خود تحت نظارت ، نمونه ای از پوست اسپارش ، اعتماد به داده های دارای برچسب را کاهش می دهد اما به مجموعه داده های تعامل متنوعی نیاز دارد. سیاست های انتشار ، مانند مواردی که در Zibin Dong et al. (2025) COCOS ، اقدامات با ابعاد بالا ایجاد می کند اما با تنگناهای محاسباتی روبرو می شود. تقطیر چندگانه ، که در Groqloco به کار گرفته می شود ، در تمام کارها تعمیم می یابد اما نیاز به درمان دقیق تنوع متخصص دارد. این معاملات متدولوژیک ، پیچیدگی تحقیقات روباتیک و نیاز به راه حل های متناسب را تأکید می کند. یافته های کلیدی از این مطالعات هم پیشرفت و هم چالش های مداوم را نشان می دهد. توانایی Shield در اجرای محدودیت های ایمنی بدون آموزش خط مشی ، گام مهمی در جهت کنترل قابل اعتماد مبتنی بر RL است. موفقیت Groqloco در تعمیم در مورفولوژی های ربات ، مسیری را به سمت روباتیک های پلاگین و بازی نشان می دهد. استحکام کلونینگ رفتار ضد خلاف به تظاهرات ناقص پتانسیل یادگیری ربات کارآمدتر از ورودی انسان را برجسته می کند. با این حال ، محاسبات در زمان واقعی یک تنگنا برای روش هایی مانند MPC و سیاست های انتشار است ، و راندمان داده ها همچنان به تکنیک های خودبوشی محدود می شود. ابزارهای تراز انسان ، ضمن بهبود ، باید بیشتر تکامل یابد تا طیف کاملی از ابهام انسان را اداره کند. ارزیابی انتقادی از این پیشرفت ها به چندین جهت آینده اشاره دارد. یادگیری مادام العمر ، جایی که روبات ها در دوره های طولانی سازگار هستند ، منطقه ای برای اکتشاف است. ادغام هوش مصنوعی تجسم یافته برای درک غنی تر از محیط زیست می تواند ادراک و تصمیم گیری را تقویت کند. توسعه سخت افزار کم هزینه در دموکراتیک کردن دسترسی به سیستم های پیشرفته روباتیک بسیار مهم خواهد بود. علاوه بر این ، همکاری بین رشته ای – پراکندگی روباتیک با زمینه هایی مانند علوم شناختی و مهندسی مواد – ممکن است راه حل های جدیدی را برای چالش های دیرینه ارائه دهد. مطالعات مورد بحث در اینجا به طور جمعی نشانگر تغییر به سمت روبات های سازگار و سازگار است که قادر به تعامل ایمن و شهودی با انسان و محیط آنها هستند. منابع: یانگ و همکاران. (2025). سپر: یادگیری تقویت کننده آگاه با ضمانت های احتمالی. arxiv: xxxx.xxxx. رودین و همکاران. (2025). یادگیری پارکور برای روبات های پا. arxiv: xxxx.xxxx. هوانگ و همکاران. (2025). React: مدل سازی میدان ریسک در زمان واقعی برای وسایل نقلیه خودمختار. arxiv: xxxx.xxxx. شارما و همکاران. (2025). پوست اسپارش: درک لمسی خود تحت نظارت برای دستکاری رباتیک. arxiv: xxxx.xxxx. Narayanan PP و همکاران. (2025). Groqloco: تحرک یکپارچه برای چهارگوشهای متنوع. arxiv: xxxx.xxxx.