Sistemul Robotic Recuperează Obiecte Îngropate

Un nou sistem robotic numit FuseBot, dezvoltat la MIT, combină informații vizuale și semnale radio pentru a găsi obiecte ascunse îngropate sub un morman de obiecte. Pentru a găsi un obiect pierdut, roboții trebuie să utilizeze raționamente complexe despre morman și obiectele din el.

Cercetătorii au demonstrat anterior un braț robotic care combină informații vizuale și semnale radio pentru a găsi obiecte ascunse etichetate cu etichete RFID, care reflectă semnalele trimise de o antenă. Dar noul sistem poate recupera eficient orice obiect îngropat, chiar dacă obiectul țintă nu este etichetat. El necesită doar ca unele obiecte din morman să aibă aceste etichete RFID.

Algoritmi în FuseBot

Algoritmii care alcătuiesc FuseBot pot raționa despre locația probabilă și orientarea obiectelor sub morman. Apoi, el descoperă cea mai eficientă modalitate de a înlătura obiectele care obstrucționează și de a extrage obiectul țintă. FuseBot a fost capabil să găsească aceste obiecte ascunse mai eficient decât un alt sistem robotic de ultimă generație și a făcut acest lucru în jumătate de timp.

Noul sistem poate fi aplicat în domenii precum un depozit de comerț electronic.

Cercetarea a implicat autorul principal Fadel Adib, profesor asociat în Departamentul de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor și director al grupului Signal Kinetics din Media Lab.

“Ce arată acest articol, pentru prima dată, este că simpla prezență a unui obiect etichetat cu RFID în mediu face ca alte sarcini să fie mult mai ușor de realizat într-un mod mai eficient. Am putut face acest lucru pentru că am adăugat raționament multimodal în sistem — FuseBot poate raționa atât despre viziune, cât și despre RF pentru a înțelege un morman de obiecte”, spune Adib.

Adib a fost alături de asistenții de cercetare Tara Boroushaki, care este autorul principal; Laura Dodds; și Nazish Naeem.

FuseBot implică un braț robotic cu o cameră video și o antenă RF atașate pentru a recupera un obiect țintă neetichetat dintr-un morman mixt. Sistemul scanează mormanul cu camera pentru a crea un model 3D al mediului și trimite semnale de la antena sa pentru a localiza etichetele RFID în același timp.

Undele radio pot trece prin majoritatea suprafețelor solide, permițând robotului să “vadă” în morman. Deoarece obiectele, altele decât obiectul țintă, sunt etichetate, FuseBot știe că obiectul țintă nu poate fi în exact același loc.

Informațiile sunt apoi combinate de algoritmi pentru a actualiza modelul 3D al mediului și pentru a evidenția locațiile potențiale ale obiectului țintă, cu robotul care știe deja dimensiunile și forma acestuia. Sistemul raționează despre obiectele din morman și etichetele RFID pentru a determina care obiect să mute și caută drumul cu cele mai puține mutări.

Pentru a depăși provocarea de a nu ști cum sunt orientate obiectele sub morman, FuseBot utilizează raționament probabilistic. De fiecare dată când înlătură un obiect, el utilizează și raționament pentru a decide care ar fi următorul obiect cel mai bun de înlăturat.

“Dacă îi dau unui om un morman de obiecte pentru a căuta, el va înlătura probabil cel mai mare obiect mai întâi pentru a vedea ce este dedesubt. Ce face robotul este similar, dar el incorporează și informații RFID pentru a lua o decizie mai informată. El întreabă: ‘Cât mai mult va înțelege despre acest morman dacă înlătură acest obiect de la suprafață?'” spune Boroushaki.

Robotul scanează mormanul după înlăturarea unui obiect și utilizează noile date pentru a optimiza strategia.

Depășirea altor sisteme

Prin utilizarea semnalelor RF și a raționamentului, FuseBot a fost capabil să depășească un sistem de ultimă generație care utilizează doar viziunea. El a extras obiectul țintă cu o rată de succes de 95%, comparativ cu 84% pentru celălalt sistem. De asemenea, a făcut acest lucru cu 40% mai puține mutări și a putut localiza și recupera obiecte de peste două ori mai rapid.

“Vedem o îmbunătățire semnificativă a ratei de succes prin incorporarea acestor informații RF. A fost și mai interesant să vedem că am putut să egalăm performanța sistemului nostru anterior și să o depășim în scenarii în care obiectul țintă nu avea o etichetă RFID”, spune Dodds.

Software-ul responsabil pentru efectuarea raționamentului complex poate fi implementat pe orice calculator, ceea ce înseamnă că FuseBot poate fi utilizat într-o gamă largă de medii. Echipa va căuta acum să incorporeze modele mai complexe în sistem, precum și să exploreze manipulări diferite.