自主机器人找到并打开门并为自己充电

辛辛那提大学的一组工程学生正在建造一个可以打开自己门并找到最近的电源插座的自主机器人，从而可以在没有人工协助的情况下为自己充电。

新的研究发表在期刊IEEE Access上。

门 – 机器人的克星

对于机器人来说，门是最大的障碍之一。

欧阳茂是辛辛那提大学的航空航天工程教授。

“机器人可以做很多事情，但如果你想让它自己打开门并通过门口，那是一个巨大的挑战，”茂说。

该团队能够在三维数字模拟中克服这个问题，这是辅助机器人领域的一个重大进步。这些机器人可以包括那些清洁和消毒办公楼、机场和医院的机器人。它们占了270亿美元机器人行业的很大一部分。

孙宇峰是该研究的首席作者，也是辛辛那提大学工程和应用科学学院的博士生。

根据孙的说法，一些研究人员通过扫描整个房间来创建3D数字模型，从而使机器人能够找到门。然而，这是一个耗时的解决方案，只适用于被扫描的房间。

开发一个可以自己打开门的自主机器人存在很多挑战。首先，门有不同的颜色和大小，并且有不同的把手，可能更高或更低。机器人还需要知道如何使用合适的力度来打开门，以克服阻力。由于许多公共门是自闭的，机器人可能会失去握持并需要重新开始。

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使用机器学习

通过使用机器学习，辛辛那提大学的学生使机器人能够“教”自己如何通过试错来打开门。这意味着机器人会纠正自己的错误，模拟会帮助它为实际任务做好准备。

“机器人需要足够的数据或‘经验’来帮助训练它，”孙说。“这是其他使用基于AI的方法来完成实际任务的机器人应用中的一个大挑战。”

孙和辛辛那提大学的硕士生萨姆·金现在正在将成功的模拟研究转化为真正的机器人。

“挑战是如何将这个学习的控制策略从模拟转移到现实中，通常被称为‘Sim2Real’问题，”孙说。

另一个挑战是数字模拟通常只在初始的实际应用中成功率为60%至70%，因此孙计划至少花一年时间完善新的自主机器人系统。