O Nouă Eră în Robotică: Rotirea Obiectelor pe Baza Atingerii

Într-un progres remarcabil, o echipă de ingineri de la Universitatea California San Diego (UCSD) a proiectat o mână robotică care poate roti obiecte folosind doar atingerea, fără a necesita intrări vizuale. Acest abordare inovatoare a fost inspirată de modul în care oamenii manipulează obiecte fără a avea neapărat nevoie să le vadă.

Abordarea Sensibilă la Atingere pentru Manipularea Obiectelor

Echipa a echipat o mână robotică cu patru degete cu 16 senzori de atingere distribuiți pe palma și degete. Fiecare senzor, care costă aproximativ 12 dolari, efectuează o funcție simplă: detectează dacă un obiect atinge sau nu. Acest abordare este unic, deoarece se bazează pe numeroși senzori de atingere de joasă rezoluție și de mică valoare, care utilizează semnale binare simple – atingere sau nu – pentru a efectua rotația robotică în mână.

În contrast, alte metode se bazează pe câteva senzori de atingere de înaltă rezoluție și de mare valoare, fixate pe o zonă mică a mâinii robotice, în special la vârfurile degetelor. Xiaolong Wang, profesor de inginerie electrică și informatică la UC San Diego, care a condus studiul, a explicat că aceste abordări au mai multe limitări. Ele minimizează șansa ca senzorii să intre în contact cu obiectul, limitând astfel capacitatea de detectare a sistemului. Senzorii de atingere de înaltă rezoluție care furnizează informații despre textură sunt extrem de dificil de simulat și sunt prohibitiv de scumpi, ceea ce face dificilă utilizarea lor în experimente din lumea reală.

Puterea Semnalelor Binare

“Arătăm că nu avem nevoie de detalii despre textura unui obiect pentru a efectua această sarcină. Avem nevoie doar de semnale binare simple care să ne spună dacă senzorii au atins obiectul sau nu, și acestea sunt mult mai ușor de simulat și de transferat în lumea reală”, a spus Wang.

Echipa a antrenat sistemul lor utilizând simulări ale unei mâini robotice virtuale care rotește o varietate de obiecte, inclusiv unele cu forme neregulate. Sistemul evaluează care senzori de pe mână sunt atinși de obiect la un moment dat în timpul rotației. De asemenea, evaluează pozițiile curente ale articulațiilor mâinii, precum și acțiunile anterioare. Utilizând aceste informații, sistemul instruiește mâna robotică care articulație trebuie să se deplaseze în următorul moment de timp.

Viitorul Manipulării Robotice

Cercetătorii au testat sistemul lor pe o mână robotică reală cu obiecte pe care sistemul nu le-a întâlnit anterior. Mâna robotică a fost capabilă să rotească o varietate de obiecte fără a se bloca sau a-și pierde prinderea. Obiectele au inclus un tomate, un ardei, o cutie de unt de arahide și o rață de cauciuc, care a fost cel mai dificil obiect datorită formei sale. Obiectele cu forme mai complexe au necesitat mai mult timp pentru a fi rotite. Mâna robotică a putut, de asemenea, să rotească obiecte în jurul unor axe diferite.

Echipa lucrează acum la extinderea abordării lor pentru a efectua sarcini de manipulare mai complexe. Ei dezvoltă în prezent tehnici pentru a permite mâinilor robotice să prindă, să arunce și să jongleze, de exemplu. “Manipularea în mână este o abilitate foarte comună pe care oamenii o au, dar este foarte complexă pentru roboți să o stăpânească”, a spus Wang. “Dacă putem oferi roboților această abilitate, aceasta va deschide ușa către tipurile de sarcini pe care le pot efectua.”

Acest progres marchează un pas semnificativ înainte în domeniul robotic, deschizând posibilitatea ca roboții să poată manipula obiecte în întuneric sau în medii cu provocări vizuale.