Một Bình Minh Mới Trong Lĩnh Vực Robot: Xoay Vật Thể 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 vật thể bằng cách chạm vào nó, mà không cần đầu vào hình ảnh. Cách tiếp cận sáng tạo này được lấy cảm hứng từ cách con người xử lý vật thể một cách dễ dàng mà không cần nhìn thấy chúng.

Cách Tiếp Cận Dựa Trên Cảm Giác Chạm Để Xoay Vật Thể

Nhóm nghiên cứu đã trang bị cho 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 vật thể có chạm vào nó hay không. Cách tiếp cận này độc đáo vì nó dựa trên nhiều cảm biến chạm thấp chi phí, thấp độ phân giải sử dụng tín hiệu nhị phân đơn giản – chạm hoặc không chạm – để thực hiện xoay vật thể trong tay robot.

Ngược lại, các phương pháp khác phụ thuộc vào một số cảm biến chạm cao chi phí, cao độ phân giải được gắn vào một khu vực nhỏ của tay robot, chủ yếu ở ngón tay. Xiaolong Wang, giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại UC San Diego, người đứng đầu nghiên cứu, giải thích rằng những cách tiếp cận này có một số hạn chế. Chúng giảm thiểu khả năng cảm biến sẽ tiếp xúc với vật thể, 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 có chi phí quá cao, khiến nó khó sử dụng trong các thí nghiệm thực tế.

Sức Mạnh Của Tín Hiệu Nhị Phân

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

Nhóm nghiên cứu đã đào tạo hệ thống của họ bằng cách mô phỏng một tay robot ảo xoay một loạt các vật thể đa dạng, bao gồm cả những vật thể có hình dạng không đều. Hệ thống đánh giá cảm biến nào trên tay đang được vật thể 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哪 khớp cần di chuyển đến đâu trong thời điểm tiếp theo.

Tương Lai Của Sự Thao Tác Robot

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

Nhóm nghiên cứu hiện đang làm việc để mở rộng cách tiếp cận của họ sang các nhiệm vụ thao tác phức tạp hơn. Họ đang phát triển các kỹ thuật để cho phép tay robot bắt, ném và ném bóng, ví dụ. “Sự thao tác trong tay là một kỹ năng rất phổ biến mà con người chúng ta có, nhưng nó rất phức tạp đối với robot để掌握,” Wang nói. “Nếu chúng tôi có thể cho robot kỹ năng này, điều đó sẽ mở ra cánh cửa cho các loại 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 đường cho các robot có thể thao tác vật thể trong bóng tối hoặc trong môi trường hình ảnh thách thức.