Робота научили аккуратно брать печенье и чипсы — Роботех

Робота научили аккуратно брать печенье и чипсы

Одной из самых горячих тем в робототехнике является область мягких роботов, которая использует мягкие и гибкие материалы, а не традиционные жесткие материалы. Но мягкие роботы были ограничены из-за отсутствия хорошего восприятия. Хороший роботизированный захват должен чувствовать, к чему он прикасается (тактильные ощущения), и он должен ощущать положение своих пальцев. Такое ощущение отсутствует у большинства мягких роботов.

Для решения этой проблемы группа исследователей создала мягкий роботизированный палец под названием «GelFlex», который использует встроенные камеры и глубокое обучение для обеспечения тактильного восприятия с высоким разрешением и «проприоцепции» (осведомленность о положениях и движениях тела), сообщили в пресс-службе MIT

«Наш мягкий палец может обеспечить высокую точность проприоцепции и точно прогнозировать захваченные объекты, а также выдерживать значительное воздействие, не нанося вреда взаимодействующей среде и самому себе. Ограничивая мягкие пальцы гибким экзоскелетом и выполняя распознавание с высоким разрешением встроенными камерами, мы открываем большой спектр возможностей для мягких манипуляторов», — говорит автор исследования Ю Ше, ведущий автор новой статьи о GelFlex.

Новый вид захвата сделан из мягкой структуры и напоминает фигурку оригами, заключенную в мягкий шар. Когда к воздушному шару прикладывается вакуум, структура оригами закрывается вокруг объекта, и захват деформируется в его структуру. 

Когда датчики испытывают силу или напряжение, внутреннее давление изменяется, и команда может измерить это изменение давления, чтобы определить, когда оно почувствует это снова. 

В дополнение к датчику латекса команда также разработала алгоритм, который использует обратную связь, чтобы позволить захватчику обладать человеческой двойственностью, будучи одновременно сильным и точным. В результате 80% тестируемых объектов были успешно захвачены без повреждений. 

Команда проверила датчики-захваты на множестве предметов домашнего обихода, начиная от тяжелых бутылок и заканчивая маленькими, деликатными предметами, включая банки, яблоки, зубную щетку, бутылку с водой и мешок с печеньем. 

В дальнейшем команда надеется сделать методологию масштабируемой, используя методы вычислительного проектирования и реконструкции, чтобы улучшить разрешение и охват с помощью этой новой сенсорной технологии. 

Инженеры попытались сделать мягкий роботизированный захват более похожим на человеческие чувства. Мягкие пальцы допускают широкий спектр деформаций, но для контролируемого использования должно быть богатое тактильное и проприоцептивное зондирование. Команда использовала встроенные камеры с широкоугольными объективами типа «рыбий глаз», которые детально фиксируют деформации пальца.

Чтобы создать GelFlex, команда использовала силиконовый материал для изготовления мягкого и прозрачного пальца и поместила одну камеру рядом с кончиком пальца, а другую — в середину пальца. Затем они нарисовали светоотражающие чернила на передней и боковой поверхности пальца и добавили светодиодные фонари на задней панели. Это позволяет внутренней камере «рыбий глаз» наблюдать за состоянием передней и боковой поверхности пальца. 

Команда обучила нейронные сети извлекать ключевую информацию из внутренних камер для обратной связи. Одна нейронная сеть была обучена предсказывать угол изгиба GelFlex, а другая обучалась оценивать форму и размер захватываемых объектов. Затем захват может поднять различные предметы, такие как кубик Рубика, футляр для DVD или алюминиевый блок. 

Во время тестирования средняя ошибка позиционирования при захвате была менее 0,77 миллиметра, что лучше, чем у человеческого пальца. Во втором наборе испытаний у захвата возникли проблемы с захватом и распознаванием цилиндров и коробок разных размеров. Из 80 испытаний только три были классифицированы неправильно. 

Роботов планируют сделать роботов более нежными еще одним способом. Ученые разрабатывают для роботов искусственную кожу.

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *