Техніка дозволяє роботам визначити, чи здатні вони підняти важку коробку

Роботи-гуманоїди, ті з тілами, що нагадують людей, незабаром можуть допомогти людям виконувати найрізноманітніші завдання. Багато завдань, які ці роботи призначені для виконання, включають підбір предметів різної форми, ваги та розмірів.

Хоча багато розроблених на сьогоднішній день роботів-гуманоїдів здатні підхоплювати невеликі та легкі предмети, підняття громіздких або важких предметів часто виявляється складнішим. Насправді, якщо об’єкт занадто великий або важкий, робот може в кінцевому підсумку зламати або впустити його.

З огляду на це, нещодавно дослідники з університету Джона Хопкінса та Національного університету Сінгапуру (Нью-Йорк) розробили техніку, яка дозволяє роботам визначати, чи зможуть вони підняти важку коробку з невідомими фізичними властивостями. Ця техніка, представлена ​​в статті, попередньо опублікованій на arXiv, може дозволити розробку роботів, які можуть ефективніше піднімати предмети, зменшуючи ризик того, що вони візьмуть речі, які вони не можуть підтримати або нести.

"Нас особливо цікавило, як робот-гуманоїд може міркувати про доцільність підняття коробки з невідомими фізичними параметрами", — сказав Юанфен Хан, один із дослідників, що проводили дослідження, TechXplore. "Для досягнення такого складного завдання, роботові зазвичай потрібно спочатку визначити фізичні параметри коробки, а потім сформувати траєкторію руху всього тіла, яка є безпечною та стабільною для підняття коробки ".

Процес, за допомогою якого робот генерує траєкторії руху, що дозволяють йому піднімати предмети, може бути обчислювально складним. Насправді, людиноподібні роботи, як правило, мають велику кількість ступенів свободи, і рух, який їх організм повинен робити, щоб підняти предмет, повинен відповідати кільком різним обмеженням. Це означає, що якщо коробка занадто важка або центр її мас знаходиться занадто далеко від робота, то, швидше за все, робот не зможе виконати цей рух.

"Подумайте про нас, людей, коли ми намагаємося міркувати про те, чи зможемо ми підняти важкий предмет, наприклад, гантель", — пояснив Хан. "Ми спочатку взаємодіємо з гантелями, щоб отримати певне відчуття об'єкта. Потім, виходячи з нашого попереднього досвіду, ми начебто знаємо, чи занадто важко нам піднімати чи ні. Аналогічно, наш метод починається з побудови таблиці траєкторій , що зберігає різні допустимі рухи підйому для робота, що відповідають ряду фізичних параметрів коробки з використанням симуляцій. Тоді робот розглядає цю таблицю як знання свого попереднього досвіду. "

Техніка, розроблена Ханом у співпраці з його колегою Руйсіном Лі та його керівником Грегорі С. Чирікджяном (професором та завідувачем кафедри машинобудування в Нью-Йорку), дозволяє роботу зрозуміти параметри інерції коробки після короткої взаємодії з цим. Згодом робот оглядає таблицю траєкторій, створену методом, і перевіряє, чи включає вона підйомний рух, який би дозволив йому підняти коробку з цими розрахунковими параметрами.

Якщо такий рух чи траєкторія існують, то підняття коробки вважається здійсненним, і робот може негайно виконати завдання. Якщо воно не існує, тоді робот розглядає завдання поза своїми можливостями.

"По суті, таблиця траєкторій, яку наш метод створює в автономному режимі, зберігає дійсні траєкторії руху підйому всього тіла відповідно до діапазону параметрів інерції", — сказав Хан. "Згодом ми розробили алгоритм, заснований на фізичній взаємодії, який допомагає роботу безпечно взаємодіяти з коробкою та оцінювати параметри інерції коробки".

Нова техніка дозволяє роботам швидко визначити, чи здатні вони виконати завдання, пов'язане з підйомом. Таким чином, це економить час та обчислювальну потужність, оскільки заважає роботам генерувати рухи цілим тілом перед кожною спробою підйому, навіть невдалою.

Хан та його колеги оцінили підхід, який вони розробили в серії тестів із використанням відомого робота-гуманоїда NAO, розробленого SoftBank Robotics. У цих випробуваннях NEO швидко та ефективно виявляв предмети, які було неможливо або дуже важко підняти за допомогою нової техніки. У майбутньому та ж техніка може бути застосована до інших гуманоїдних роботів, щоб зробити їх більш надійними та ефективними у виконанні завдань, що передбачають підняття великих або важких предметів.

"Наш метод може значно підвищити ефективність роботи для практичних завдань" підібрати і помістити ", особливо для повторюваних завдань", — сказав Хан. "У нашій подальшій роботі ми плануємо застосувати наш підхід до різних об’єктів або підйомних завдань".

Facebook Comments