Robotica en fysieke AI
Een Nieuwe Dageraad in Robotica: Touch-gebaseerde Objectrotatie
Voeg Unite.AI toe aan je voorkeursbronnen op Google
In een baanbrekende ontwikkeling heeft een team van ingenieurs aan de Universiteit van Californië in San Diego (UCSD) een robotische hand ontworpen die objecten kan roteren met behulp van aanraking alleen, zonder visuele invoer. Deze innovatieve aanpak werd geïnspireerd door de moeiteloze manier waarop mensen objecten behandelen zonder noodzakelijkerwijs naar hen te kijken.
Een Aanraakgevoelige Aanpak voor Objectmanipulatie
Het team heeft een viervingerige robotische hand uitgerust met 16 aanraaksensoren die over de palm en vingers zijn verdeeld. Elke sensor, die ongeveer $12 kost, voert een eenvoudige functie uit: hij detecteert of een object hem aanraakt of niet. Deze aanpak is uniek omdat hij gebruik maakt van vele lagekosten-, lage-resolutie-aanraaksensoren die eenvoudige binaire signalen – aanraken of niet aanraken – gebruiken om robotische in-handrotatie uit te voeren.
In tegenstelling tot andere methoden, die afhankelijk zijn van een paar dure, hoge-resolutie-aanraaksensoren die aan een klein gebied van de robotische hand zijn bevestigd, voornamelijk aan de vingertoppen. Xiaolong Wang, een professor in elektrotechniek en informatica aan UC San Diego, die het onderzoek leidde, legde uit dat deze benaderingen verschillende beperkingen hebben. Ze minimaliseren de kans dat de sensoren in contact komen met het object, waardoor de zintuiglijke capaciteit van het systeem wordt beperkt. Hoge-resolutie-aanraaksensoren die informatie over textuur verstrekken, zijn extreem moeilijk te simuleren en zijn prohibitief duur, waardoor het moeilijk is om ze in real-world-experimenten te gebruiken.
De Kracht van Binaire Signalen
“We laten zien dat we geen details over de textuur van een object nodig hebben om deze taak uit te voeren. We hebben alleen eenvoudige binaire signalen nodig of de sensoren het object aanraken of niet, en deze zijn veel gemakkelijker te simuleren en over te dragen naar de echte wereld”, zei Wang.
Het team heeft hun systeem getraind met simulaties van een virtuele robotische hand die een diverse set objecten roteert, waaronder objecten met onregelmatige vormen. Het systeem beoordeelt welke sensoren op de hand op elk gegeven moment tijdens de rotatie door het object worden aangeraakt. Het systeem beoordeelt ook de huidige posities van de gewrichten van de hand, evenals hun vorige acties. Met behulp van deze informatie instrueert het systeem de robotische hand welk gewricht waarheen moet gaan in het volgende tijdpunt.
De Toekomst van Robotmanipulatie
De onderzoekers hebben hun systeem getest op de echte robotische hand met objecten die het systeem nog niet eerder had ontmoet. De robotische hand kon een verscheidenheid aan objecten roteren zonder te haperen of zijn greep te verliezen. De objecten omvatten een tomaat, een peper, een blik pindakaas en een rubberen eendje, dat het moeilijkste object was vanwege zijn vorm. Objecten met complexere vormen duurden langer om te roteren. De robotische hand kon ook objecten rond verschillende assen roteren.
Het team werkt nu aan het uitbreiden van hun aanpak naar meer complexe manipulatietaken. Ze ontwikkelen momenteel technieken om robotische handen in staat te stellen om te vangen, te gooien en te jongleren, bijvoorbeeld. “In-handmanipulatie is een zeer gewone vaardigheid die wij mensen hebben, maar het is zeer complex voor robots om te beheersen”, zei Wang. “Als we robots deze vaardigheid kunnen geven, zal dat de deur openen naar de soort taken die ze kunnen uitvoeren.”
Deze ontwikkeling markeert een significante stap voorwaarts in het veld van robotica, mogelijk het pad effenend voor robots die objecten in het donker of in visueel uitdagende omgevingen kunnen manipuleren.
