Новости

Feb 04, 2024

Новый ручной робот работает на ощупь, а не на взгляд

Эти простые датчики позволяют роботу действовать только на ощупь, позволяя ему манипулировать объектами, от банки с супом до резиновой утки. Многие роботы отслеживают объекты «зрением», когда они работают с ними, но оптические

Эти простые датчики позволяют роботу действовать только на ощупь, позволяя ему манипулировать объектами, от банки с супом до резиновой утки.

Многие роботы отслеживают объекты «зрением» во время работы с ними, но оптические датчики не могут уловить всю форму предмета, когда он находится в темноте или частично закрыт от поля зрения. Теперь новая недорогая технология позволяет роботизированной руке «чувствовать» форму незнакомого объекта и ловко обращаться с ним, основываясь только на этой информации.

Робототехник Сяолун Ван из Калифорнийского университета в Сан-Диего хотел выяснить, можно ли достичь сложной координации в робототехнике, используя только простые сенсорные данные. Исследователи прикрепили 16 контактных датчиков, каждый стоимостью около 12 долларов, к ладони и пальцам четырехпалой руки робота. Эти датчики просто указывают, касается ли предмет руки или нет. «Хотя один датчик не улавливает многого, многие из них могут помочь вам захватить различные аспекты объекта», — говорит Ван. В данном случае задачей робота было вращать предметы, положенные ему на ладонь.

Исследователи сначала провели моделирование, чтобы собрать большой объем данных о прикосновениях, когда виртуальный робот вручную тренировался вращать объекты, включая шары, кубоиды неправильной формы и цилиндры. Используя двоичную контактную информацию («касание» или «нет прикосновения») от каждого датчика, команда построила компьютерную модель, которая определяет положение объекта на каждом этапе процесса обработки и перемещает пальцы, чтобы вращать его плавно и стабильно.

Затем они перенесли эту способность на настоящую роботизированную руку, которая успешно манипулировала ранее не встречавшимися объектами, такими как яблоки, помидоры, банки с супом и резиновые утки. Перенести компьютерную модель в реальный мир было относительно легко, поскольку данные двоичного датчика были очень простыми; модель не опиралась на точно смоделированную физику или точные измерения. «Это важно, поскольку моделирование тактильных датчиков высокого разрешения в симуляционном режиме все еще остается открытой проблемой», — говорит Леррел Пинто из Нью-Йоркского университета, изучающий взаимодействие роботов с реальным миром.

Изучая то, что воспринимает рука робота, Ван и его коллеги обнаружили, что она может воссоздать всю форму объекта на основе данных о прикосновениях, информируя о его действиях. «Это показывает, что от прикосновения имеется достаточно информации, которая позволяет реконструировать форму объекта», — говорит Ван. Он и его команда собираются представить свою работу в июле на международной конференции под названием «Робототехника: наука и системы».

Пинто задается вопросом, будет ли система давать сбои при выполнении более сложных задач. «Во время наших экспериментов с тактильными датчиками, — говорит он, — мы обнаружили, что такие задачи, как распаковка чашек и открытие крышек от бутылок, были значительно сложнее — и, возможно, более полезны, — чем вращение объектов».

Группа Ванга намерена в будущей работе заняться более сложными движениями, а также добавить датчики в таких местах, как боковые стороны пальцев. Исследователи также попытаются добавить зрение в дополнение к сенсорным данным для обработки сложных форм.

Эта статья была первоначально опубликована под названием «Sight Unseen» в журнале Scientific American 329, 1, 12 (июль 2023 г.).

doi: 10.1038/scientificamerican0723-12

Ананья — независимый журналист и переводчик из Индии. Она освещает технологии, окружающую среду и морские науки. Следуйте за ней в Твиттере @punarpuli.

Челси Харви и E&E News

Меган Бартельс

Чарльз Сейф | Мнение

Алекс Липтон и Алекс Пентленд | Мнение

Лорен Леффер

Таня Льюис, Джош Фишман, Лорен Дж. Янг, Алекса Лим и Тулика Бозе