机器人专家开发新技术使机器人能够抓取反光物体

机器人领域正在迅速发展，不久将会在包括厨房在内的各个方面融入我们的生活。然而，机器人专家必须克服一个特定的障碍，即机器人难以抓取透明和反光物体，例如量杯或闪亮的刀。这一情况正在改变，卡内基梅隆大学（CMU）的机器人专家开发了一种新技术来解决这个问题。

该团队报告称，通过一种不需要复杂传感器、耗时的训练或人工指导的新技术，机器人可以成功地抓取这些物体。相反，它利用了一台彩色相机来执行这些操作。

该研究将在今年夏天举行的国际机器人和自动化虚拟会议上进行介绍。

深度相机与彩色相机

David Held 是 CMU 机器人研究所的助理教授。根据 Held 的说法，深度相机通过向物体照射红外线来确定物体的形状，对于不透明物体很有用。然而，对于透明物体或反光表面，红外线会直接通过或散射。因此，深度相机无法计算出准确的形状。这意味着结果最终变成平面或形状中充满了空洞的透明和反光物体。

彩色相机的优点是它可以看到透明和反光物体，而不仅仅是不透明物体。利用这一点，CMU 的科学家创建了一个可以根据颜色识别形状的彩色相机系统。

尽管标准相机无法像深度相机一样测量形状，但研究人员训练了新的系统来模拟深度系统。这使得它能够隐式推断形状和抓取某些物体，并且通过将不透明物体的深度相机图像与同一物体的彩色图像配对来实现这一点。

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抓取透明和闪亮物体

在系统成功训练后，它被用于透明和闪亮物体。机器人在使用这些图像以及从深度相机中提取的任何其他信息后，能够以很高的成功率抓取难以处理的物体。

Held 表示，虽然该系统并不总是完美工作，但它比目前可用的其他系统要好。

“我们有时会失败，”Held 说。“但大多数情况下，它做得相当好，远远超过了以前的任何系统，用于抓取透明或反光物体。”

根据机器人博士生 Thoms Weng 的说法，系统在抓取不透明物体方面仍然比抓取透明或反光物体更有效，但它比仅使用深度相机系统更有效。该系统的另一个优点是训练它的学习技术非常有效，使得彩色系统在抓取不透明物体方面与深度相机系统不相上下。

“我们的系统不仅可以抓取单个透明和反光物体，还可以抓取杂乱的物体堆，”Weng 说。

这不是机器人专家第一次尝试克服这个挑战。以前的方法包括基于重复尝试抓取的系统训练，这可能需要多达 80 万次尝试。另一个以前的选项是人工标记物体，这既昂贵又耗时。

CMU 的机器人专家依赖于一款商用 RGB-D 相机，可以拍摄彩色图像（RGB）和深度图像（D）。