Ռոբոտներ
SonicSense-ը ռոբոտներին ակուստիկ թրթռումների միջոցով մարդու նման զգալու ունակություններ է տալիս
Դյուկի համալսարանի հետազոտողները բացահայտել են ռոբոտային զգայության տեխնոլոգիայի բեկումնային առաջընթացը, որը կարող է հիմնովին փոխել, թե ինչպես են ռոբոտները փոխազդում իրենց միջավայրի հետ: Նորարարական համակարգը, որը կոչվում է SonicSense, ռոբոտներին հնարավորություն է տալիս մեկնաբանել իրենց շրջապատը ակուստիկ թրթռումների միջոցով՝ նկատելով զգալի տեղաշարժ ավանդական տեսողության վրա հիմնված ռոբոտային ընկալումից:
Ռոբոտաշինության մեջ առարկաները ճշգրիտ ընկալելու և փոխազդելու ունակությունը մնում է վճռորոշ մարտահրավեր: Մինչ մարդիկ, բնականաբար, միավորում են բազմաթիվ զգայարաններ՝ հասկանալու համար իրենց միջավայրը, ռոբոտները հիմնականում ապավինում են տեսողական տվյալներին՝ սահմանափակելով բարդ սցենարներում առարկաները ամբողջությամբ ընկալելու և կառավարելու նրանց կարողությունը:
SonicSense-ի զարգացումը զգալի առաջընթաց է ներկայացնում այս բացը կամրջելու համար: Ներառելով ակուստիկ զգայության հնարավորությունները՝ այս նոր տեխնոլոգիան ռոբոտներին հնարավորություն է տալիս ֆիզիկական փոխազդեցության միջոցով հավաքել առարկաների մասին մանրամասն տեղեկատվություն, ինչպես մարդիկ բնազդաբար օգտագործում են հպումը և ձայնը՝ իրենց շրջապատը հասկանալու համար:
SonicSense տեխնոլոգիայի խախտում
Համակարգի նորարար դիզայնը կենտրոնացած է չորս մատներով հագեցած ռոբոտ ձեռքի շուրջ, որոնցից յուրաքանչյուրը պարունակում է կոնտակտային խոսափող՝ տեղադրված իր մատի ծայրին: Այս մասնագիտացված սենսորները ֆիքսում են թրթռումները, որոնք առաջանում են առարկաների հետ տարբեր փոխազդեցությունների ժամանակ, ինչպիսիք են թակելը, բռնելը կամ թափահարելը:
Այն, ինչ առանձնացնում է SonicSense-ը, նրա բարդ մոտեցումն է ակուստիկ զգայության նկատմամբ: Կոնտակտային խոսափողները հատուկ նախագծված են շրջակա միջավայրի աղմուկը զտելու համար՝ ապահովելով տվյալների մաքուր հավաքագրում օբյեկտների փոխազդեցության ժամանակ: Ինչպես բացատրում է հետազոտության գլխավոր հեղինակ Ջիաքսուն Լյուն, «մենք ցանկանում էինք ստեղծել լուծում, որը կարող է աշխատել ամեն օր հայտնաբերված բարդ և բազմազան առարկաների հետ՝ ռոբոտներին տալով «զգալու» և աշխարհը հասկանալու շատ ավելի հարուստ կարողություն»:
Հատկապես ուշագրավ է համակարգի հասանելիությունը։ Կառուցված օգտագործելով առևտրային հասանելի բաղադրիչները, ներառյալ նույն կոնտակտային խոսափողները, որոնք օգտագործում են երաժիշտները կիթառի ձայնագրման համար և ներառում են 3D տպագրված տարրեր, ամբողջ կարգավորումն արժե 200 դոլարից մի փոքր ավելին: Այս ծախսարդյունավետ մոտեցումը տեխնոլոգիան ավելի մատչելի է դարձնում համատարած ընդունման և հետագա զարգացման համար:
Վիզուալ ճանաչման սահմաններից առաջ առաջընթաց
Տեսողության վրա հիմնված ավանդական ռոբոտային համակարգերը բախվում են բազմաթիվ սահմանափակումների, հատկապես երբ գործ ունեն թափանցիկ կամ արտացոլող մակերեսների կամ բարդ երկրաչափություններ ունեցող առարկաների հետ: Ինչպես նշում է պրոֆեսոր Բոյուան Չենը, «Չնայած տեսողությունը կարևոր է, ձայնը ավելացնում է տեղեկատվության շերտեր, որոնք կարող են բացահայտել այն, ինչ աչքը կարող է բաց թողնել»:
SonicSense-ը հաղթահարում է այս սահմանափակումները՝ իր մի քանի մատով մոտեցման և AI առաջադեմ ինտեգրման միջոցով: Համակարգը կարող է նույնականացնել տարբեր նյութերից կազմված առարկաներ, հասկանալ բարդ երկրաչափական ձևերը և նույնիսկ որոշել բեռնարկղերի պարունակությունը, ինչը դժվար է դարձել սովորական տեսողական ճանաչման համակարգերի համար:
Մի քանի կոնտակտային կետերի հետ միաժամանակ աշխատելու տեխնոլոգիայի հնարավորությունը թույլ է տալիս օբյեկտների ավելի համապարփակ վերլուծություն իրականացնել: Համակցելով բոլոր չորս մատների տվյալները՝ համակարգը կարող է կառուցել առարկաների մանրամասն 3D վերակառուցումներ և ճշգրիտ որոշել դրանց նյութական բաղադրությունը: Նոր օբյեկտների համար համակարգը կարող է պահանջել մինչև 20 տարբեր փոխազդեցություններ՝ եզրակացության հասնելու համար, սակայն ծանոթ տարրերի դեպքում ճշգրիտ նույնականացումը կարելի է հասնել չորս փոխազդեցության դեպքում:
Իրական աշխարհի կիրառություններ և թեստավորում
SonicSense-ի գործնական կիրառությունները լաբորատոր ցուցադրություններից դուրս են: Համակարգը հատկապես արդյունավետ է դրսևորվել այն սցենարներում, որոնք ավանդաբար մարտահրավեր են նետում ռոբոտային ընկալման համակարգերին: Համակարգված փորձարկման միջոցով հետազոտողները ցույց տվեցին բարդ առաջադրանքներ կատարելու նրա ունակությունը, ինչպիսիք են տարայի մեջ զառերի քանակն ու ձևը որոշելը, շշերի մեջ հեղուկի մակարդակը չափելը և մակերևութային հետազոտության միջոցով օբյեկտների ճշգրիտ 3D վերակառուցում ստեղծելը:
Այս հնարավորությունները լուծում են արտադրության, որակի վերահսկման և ավտոմատացման իրական մարտահրավերները: Ի տարբերություն ակուստիկ զգայության նախորդ փորձերի, SonicSense-ի մի քանի մատով մոտեցումը և շրջակա միջավայրի աղմուկի զտումը այն դարձնում են հատկապես դինամիկ արդյունաբերական միջավայրերի համար, որտեղ օբյեկտների ճշգրիտ մանիպուլյացիայի և գնահատման համար անհրաժեշտ են բազմաթիվ զգայական մուտքեր:
Հետազոտական թիմը ակտիվորեն ընդլայնում է SonicSense-ի հնարավորությունները՝ միաժամանակ մի քանի օբյեկտների փոխազդեցություններ վարելու համար: «Սա միայն սկիզբն է», - ասում է պրոֆեսոր Չենը: «Ապագայում մենք պատկերացնում ենք, որ SonicSense-ը կօգտագործվի ավելի առաջադեմ ռոբոտային ձեռքերում՝ ճարտար մանիպուլյացիայի հմտություններով, ինչը թույլ կտա ռոբոտներին կատարել այնպիսի առաջադրանքներ, որոնք պահանջում են շոշափման նրբերանգ զգացում»:
Ներկայումս ընթացքի մեջ է օբյեկտների հետագծման ալգորիթմների ինտեգրումը, որի նպատակն է ռոբոտներին հնարավորություն տալ նավարկելու և փոխազդելու առարկաների հետ խառնաշփոթ, դինամիկ միջավայրերում: Այս զարգացումը, որը զուգորդվում է լրացուցիչ զգայական եղանակներ ներառելու ծրագրերի հետ, ինչպիսիք են ճնշման և ջերմաստիճանի զգայությունը, մատնանշում է մարդուն նմանվող մանիպուլյացիայի ավելի բարդ հնարավորություններ:
The Bottom Line
SonicSense-ի զարգացումը զգալի իրադարձություն է ռոբոտների ընկալման մեջ՝ ցույց տալով, թե ինչպես ակուստիկ զգայությունը կարող է լրացնել տեսողական համակարգերը՝ ավելի ընդունակ և հարմարվող ռոբոտներ ստեղծելու համար: Քանի որ այս տեխնոլոգիան շարունակում է զարգանալ, դրա ծախսարդյունավետ մոտեցումը և բազմակողմանի կիրառությունները ենթադրում են ապագա, որտեղ ռոբոտները կարող են աննախադեպ բարդությամբ շփվել իրենց միջավայրի հետ՝ մեզ ավելի մոտեցնելով իսկապես մարդանման ռոբոտային հնարավորություններին:
