ロボット工学の新たな夜明け: タッチベースのオブジェクト回転

画期的な開発として、カリフォルニア大学サンディエゴ校 (UCSD) のエンジニア チームは、視覚入力を必要とせず、タッチだけで物体を回転できるロボット ハンドを設計しました。 これ 革新的なアプローチ は、人間が必ずしも物体を見る必要がなくても、楽に物体を扱う方法からインスピレーションを受けました。

オブジェクト操作へのタッチセンシティブなアプローチ

研究チームは、手のひらと指全体に 16 個のタッチ センサーを備えた 12 本指のロボット ハンドを装備しました。 各センサーの価格は約 XNUMX ドルで、物体が接触しているかどうかを検出するという単純な機能を実行します。 このアプローチは、単純なバイナリ信号 (タッチまたはタッチなし) を使用してロボットによる手の内回転を実行する、多数の低コスト、低解像度のタッチ センサーに依存するため、独特です。

対照的に、他の方法は、ロボットハンドの小さな領域、主に指先に取り付けられたいくつかの高コストで高解像度のタッチセンサーに依存しています。 研究を主導したカリフォルニア大学サンディエゴ校の電気・コンピュータ工学教授シャオロン・ワン氏は、これらのアプローチにはいくつかの限界があると説明した。 センサーが物体と接触する可能性を最小限に抑え、システムの感知能力を制限します。 テクスチャに関する情報を提供する高解像度のタッチ センサーは、シミュレーションが非常に難しく、法外に高価であるため、現実の実験で使用するのが困難です。

バイナリ信号の力

「このタスクを実行するのにオブジェクトのテクスチャに関する詳細は必要ないことがわかりました。 必要なのは、センサーが物体に触れたかどうかを示す単純な XNUMX 値信号だけであり、これらの信号をシミュレートして現実世界に転送するのがはるかに簡単です」と Wang 氏は述べています。

チームは、不規則な形状を含むさまざまなオブジェクトのセットを回転させる仮想ロボットハンドのシミュレーションを使用してシステムをトレーニングしました。 システムは、回転中の任意の時点で手のどのセンサーが物体に触れているかを評価します。 また、手の関節の現在の位置と以前の動作も評価します。 この情報を使用して、システムはロボット ハンドに次の時点でどの関節をどこに移動させる必要があるかを指示します。

ロボット操作の未来

研究者らは、システムがまだ遭遇したことのない物体を使用して、現実のロボットハンドでシステムをテストしました。 ロボットハンドは、失速したり保持力を失ったりすることなく、さまざまな物体を回転させることができました。 オブジェクトには、トマト、ピーマン、ピーナッツバターの缶、そしてゴム製のアヒルのおもちゃが含まれていましたが、これはその形状のために最も困難なオブジェクトでした。 複雑な形状のオブジェクトほど、回転に時間がかかります。 ロボットハンドは、異なる軸を中心にオブジェクトを回転させることもできます。

チームは現在、そのアプローチをより複雑な操作タスクに拡張することに取り組んでいます。 彼らは現在、ロボットハンドで捕まえたり、投げたり、ジャグリングしたりできる技術を開発中だ。 「手の操作は私たち人間が持つ非常に一般的なスキルですが、ロボットが習得するのは非常に複雑です」とワン氏は言う。 「ロボットにこのスキルを与えることができれば、ロボットが実行できる種類のタスクへの扉が開かれるでしょう。」

この開発はロボット工学の分野における重要な前進を示し、暗闇や視覚的に困難な環境でも物体を操作できるロボットへの道を開く可能性があります。