Дослідники з Массачусетського технологічного інституту розробили м’яко-жорсткий роботизований палець з потужними сенсорами по всій довжині, що дозволило їм створити роботизовану руку, яка може точно ідентифікувати об’єкти лише з одного дотику.
Натхненні людським пальцем, дослідники з Массачусетського технологічного інституту розробили роботизовану руку, яка використовує сенсор з високою роздільною здатністю для точної ідентифікації об’єкта після одноразового дотику до нього.
У багатьох роботизованих руках усі потужні сенсори розміщені на кінчиках пальців, тому для ідентифікації об’єкт повинен повністю контактувати з ними, що може потребувати кількох захоплень. В інших конструкціях використовуються сенсори з нижчою роздільною здатністю, розташовані вздовж усього пальця, але вони не фіксують стільки деталей, тому часто потрібні багаторазові перехоплення.
Натомість команда MIT створила роботизований палець з жорстким скелетом, вкритим м’яким зовнішнім шаром, під прозорою “шкірою” якого вмонтовано кілька сенсорів з високою роздільною здатністю. Сенсори, які використовують камеру і світлодіоди для збору візуальної інформації про форму об’єкта, забезпечують безперервне зондування по всій довжині пальця. Кожен палець фіксує багату інформацію про багато частин об’єкта одночасно.
Використовуючи цю конструкцію, дослідники створили трипалу роботизовану руку, яка може ідентифікувати об’єкти лише після одного захоплення з точністю близько 85%. Жорсткий скелет робить пальці достатньо сильними, щоб підняти важкий предмет, в той час, як м’яка шкіра дозволяє їм надійно захопити гнучкий предмет, не розчавивши його.
Такі м’яко-жорсткі пальці можуть бути особливо корисними в роботах для домашнього догляду, призначених для взаємодії з літніми людьми. Робот міг би підняти важкий предмет з полиці тією ж рукою, якою він допомагає людині прийняти ванну.
Роботизований палець складається з жорсткого, надрукованого на 3D-принтері ендоскелету, який поміщається у форму і покривається прозорою силіконовою “шкірою”. Виготовлення пальця у формі усуває необхідність у кріпильних елементах або клеях для утримання силікону на місці. Дослідники розробили форму з вигнутою формою, щоб пальці робота були злегка зігнуті у стані спокою, як і людські пальці.
Ендоскелет кожного пальця містить пару детальних сенсорів, відомих як сенсори GelSight, вбудованих у верхній і середній відділах під прозорою шкірою. Сенсори розміщені таким чином, що діапазон дії камер злегка перекривається, забезпечуючи безперервне зондування пальця по всій його довжині. Сенсор GelSight, заснований на технології, вперше розробленій групою Adelson, складається з камери і трьох кольорових світлодіодів. Коли палець захоплює об’єкт, камера знімає зображення, а кольорові світлодіоди освітлюють шкіру зсередини.
Використовуючи освітлені контури, які з’являються на м’якій шкірі, алгоритм виконує зворотні обчислення, щоб нанести контури на поверхню схопленого об’єкта. Дослідники навчили модель машинного навчання ідентифікувати об’єкти, використовуючи необроблені дані з камери.
Після того, як вони вдосконалили дизайн, дослідники створили роботизовану руку з двома пальцями, розташованими у формі літери Y, а третій палець був протилежним великим пальцем. Рука робить шість зображень, коли хапає об’єкт (по два з кожного пальця), і надсилає ці зображення алгоритму машинного навчання, який використовує їх як вхідні дані для ідентифікації об’єкта. Оскільки рука має тактильну чутливість, що охоплює всі пальці, вона може збирати багаті тактильні дані з одного захоплення.
У майбутньому дослідники також хочуть вдосконалити апаратне забезпечення, щоб зменшити знос силікону з часом і додати більше можливостей для великого пальця, щоб він міг виконувати ширший спектр завдань.
Теж цікаво: