 Роботы имеют много сильных сторон, но деликатность традиционно не была одной из них. Жесткие конечности затрудняют их способность хватать, держать, и манипулировать рядом повседневных объектов, не опуская или сокрушая их. Исследователи из Массачусетского технологического института в лаборатории искусственного интеллекта обнаружили, что решение может заключатся в веществе, часто связанным с новыми зданиями: силиконом.
Исследователи продемонстрировали 3D-печатного робота ручной работы из силиконовой резины, который может поднимать и использоваться такие деликатные объекты, как яйцо и такие тонкие предметы, как компакт-диск. Его три пальца имеют специальные датчики, которые могут оценить размер и форму объекта, чего будет достаточно для его точного определения из набора нескольких элементов.
Роботы часто ограничены в том, что они могут сделать, потому что им очень сложно взаимодействовать с объектами различных размеров и материалов. Захват является важным шагом в том, насколько они в состоянии сделать полезные задачи. Исследователи развивают мягкие руки и вспомогательные системы управления и планирования, которые делают динамический хват возможным.
Механизм захвата, способный подобрать такие предметы, как теннисный мяч, кубик Рубика и шапочку ребенка, является частью более крупной работы исследователей, направленной на показ важности так называемых «мягких роботов» из нетрадиционных материалов - таких как силикон, бумага и волокно.
Исследователи говорят, что мягкие роботы имеют ряд преимуществ по сравнению с «жесткими» роботами, в том числе способность справляться с объектами неправильной формы, втискиваться в труднодоступные места и легко оправляться от столкновений. Робот с жесткими руками будет иметь гораздо больше проблем с такими задачами, как подбирание объекта. Он должен иметь хорошую модель объекта и тратить много времени, думая о том, как именно он будет осуществлять захват.
Мягкие роботы представляют собой интригующую новую альтернативу. Тем не менее, одним их недостатком дополнительной гибкости является то, что они часто имеют трудности точного измерения того, где находится объект, даже если они успешно поднимают его.
Вот где датчики «изгиба» входят в дело. Когда робот удерживает объекте, пальцы отправляют данные по местоположению на основе их кривизны. Используя эти данные, робот может подобрать неизвестный объект и сравнить его с существующими кластерами точек, которые представляют прошлые объекты. С помощью всего лишь трех точек данных из одного захвата, алгоритмы робота могут различать объекты, подобные в размере – такие, как чашка и бутылка лимонада. Раз человек с завязанными глазами может почувствовать что-то другое, то почему бы не разработать аналогичное мастерство в роботах?
Исследователи надеются, что с последующими достижениями система может в конечном итоге определить десятки различных объектов, и запрограммировать себя, чтобы взаимодействовать с ними по-разному, в зависимости от их размера, формы и функции.
Исследователи контролируют захват через серию поршней, которые толкают сжатый воздух через силиконовые пальцы. Поршни заставляют пузырьки расширяться в пальцах, стимулирование их растягивание и сгибание. Рука может сцепляться с использованием двух типов хвата: «обволакивающего захвата, где объект полностью удерживается в захвате, и «прижимной захват», где объект держится кончиками пальцев.
Пальцы изготовлены из силиконовой резины, которая была выбрана из-за ее относительной жесткости, но в то же время являющаяся достаточно гибкой, чтобы расширяться с давлением от поршней. Между тем, интерфейс захвата и форма наружных пальцев являются 3D-печатными, что означает, что система будет работать практически на любой роботизированной платформе.
В будущем исследователи планируют уделять больше времени на улучшении и добавлении большее количество датчиков, которые позволят роботу определить более широкий круг объектов.
|
