Một Bình Minh Mới Trong Lĩnh Vực Robot: Xoay Đối Tượng Dựa Trên Cảm Giác Chạm

Trong một bước phát triển đột phá, một nhóm các kỹ sư tại Đại học California San Diego (UCSD) đã thiết kế một tay robot có thể xoay các đối tượng bằng cách sử dụng cảm giác chạm alone, mà không cần đầu vào trực quan. Phương pháp đổi mới này được lấy cảm hứng từ cách con người xử lý các đối tượng một cách dễ dàng mà không cần thiết phải nhìn thấy chúng.

Phương Pháp Xử Lý Đối Tượng Dựa Trên Cảm Giác Chạm

Nhóm nghiên cứu đã trang bị một tay robot bốn ngón tay với 16 cảm biến chạm được phân bố trên lòng bàn tay và ngón tay. Mỗi cảm biến, có giá khoảng 12 đô la, thực hiện một chức năng đơn giản: nó phát hiện liệu một đối tượng có chạm vào nó hay không. Phương pháp này là duy nhất vì nó dựa trên nhiều cảm biến chạm giá thấp, độ phân giải thấp sử dụng tín hiệu nhị phân đơn giản – chạm hoặc không chạm – để thực hiện xoay trong tay robot.

Ngược lại, các phương pháp khác phụ thuộc vào một số cảm biến chạm giá cao, độ phân giải cao được gắn vào một khu vực nhỏ của tay robot, chủ yếu ở ngón tay. Xiaolong Wang, một giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại UC San Diego, người đứng đầu nghiên cứu, giải thích rằng những phương pháp này có một số hạn chế. Chúng giảm thiểu khả năng cảm biến sẽ tiếp xúc với đối tượng, hạn chế khả năng cảm nhận của hệ thống. Cảm biến chạm độ phân giải cao cung cấp thông tin về kết cấu là cực kỳ khó để mô phỏng và rất tốn kém, khiến cho việc sử dụng chúng trong các thí nghiệm thực tế trở nên khó khăn.

https://www.youtube.com/watch?v=TGOB_6ZSc2s

Sức Mạnh Của Tín Hiệu Nhị Phân

“Chúng tôi chứng minh rằng chúng tôi không cần thông tin chi tiết về kết cấu của một đối tượng để thực hiện nhiệm vụ này. Chúng tôi chỉ cần tín hiệu nhị phân đơn giản về việc cảm biến có chạm vào đối tượng hay không, và những tín hiệu này dễ dàng mô phỏng và chuyển sang thế giới thực hơn nhiều,” Wang nói.

Nhóm nghiên cứu đã đào tạo hệ thống của họ bằng cách sử dụng mô phỏng một tay robot ảo xoay một loạt các đối tượng đa dạng, bao gồm cả những đối tượng có hình dạng không đều. Hệ thống đánh giá cảm biến nào trên tay đang được đối tượng chạm vào tại bất kỳ thời điểm nào trong quá trình xoay. Nó cũng đánh giá vị trí hiện tại của các khớp tay, cũng như các hành động trước đó của chúng. Sử dụng thông tin này, hệ thống hướng dẫn tay robot cần di chuyển đến đâu trong thời điểm tiếp theo.

Tương Lai Của Xử Lý Robot

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm hệ thống của họ trên tay robot thực tế với các đối tượng mà hệ thống chưa từng gặp. Tay robot đã có thể xoay nhiều đối tượng mà không bị kẹt hoặc mất nắm. Các đối tượng bao gồm một quả cà chua, một quả ớt, một hộp bơ đậu phộng và một con vịt cao su đồ chơi, là đối tượng khó nhất do hình dạng của nó. Các đối tượng có hình dạng phức tạp hơn mất nhiều thời gian hơn để xoay. Tay robot cũng có thể xoay các đối tượng xung quanh các trục khác nhau.

Nhóm nghiên cứu hiện đang làm việc để mở rộng phương pháp của họ sang các nhiệm vụ xử lý phức tạp hơn. Họ đang phát triển các kỹ thuật để cho phép tay robot bắt, ném và nhảy, ví dụ. “Xử lý trong tay là một kỹ năng rất phổ biến mà con người chúng tôi có, nhưng nó rất phức tạp đối với robot để掌握,” Wang nói. “Nếu chúng tôi có thể trao cho robot kỹ năng này, điều đó sẽ mở ra cánh cửa cho các nhiệm vụ mà chúng có thể thực hiện.”

Phát triển này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực robot, có khả năng mở ra con đường cho các robot có thể xử lý các đối tượng trong bóng tối hoặc trong môi trường trực quan thách thức.