Инженеры разработали роборуку, которая не глядя вращает предметы

Вдохновившись тем, как легко человек управляется с предметами, не видя их, группа инженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработала новый подход, позволяющий роботизированной руке вращать предметы исключительно с помощью осязания, не полагаясь на зрение.

Используя эту методику, исследователи создали роботизированную руку, которая может плавно вращать самые разные предметы — небольшие игрушки, консервные банки и даже фрукты и овощи, не сминая и не раздавливая их. Для выполнения этих задач роботизированная рука использует только информацию, основанную на осязании.

Эта работа может помочь в разработке роботов, способных манипулировать предметами в темноте.

Команда представила свою работу на конференции 2023 Robotics: Science and Systems Conference.

Для создания системы исследователи прикрепили 16 сенсорных датчиков к ладони и пальцам четырехпалой роботизированной руки. Каждый датчик стоит около 12 долл. и выполняет простую функцию: определяет, прикасается к нему объект или нет.

Уникальность этого подхода заключается в том, что он опирается на множество недорогих сенсорных датчиков с низким разрешением, которые используют простые двоичные сигналы — касание или отсутствие касания — для выполнения роботизированного вращения руки. Эти датчики расположены на большой площади роботизированной руки.

В отличие от ряда других подходов, использующих несколько дорогостоящих сенсорных датчиков высокого разрешения, закрепленных на небольшом участке роботизированной руки, в основном на кончиках пальцев.

По словам Сяолуна Ванга, профессора электротехники и вычислительной техники Калифорнийского университета в Сан-Диего, возглавлявшего данное исследование, с этими подходами связано несколько проблем.

  • Во-первых, наличие небольшого количества датчиков на роботизированной руке сводит к минимуму вероятность их контакта с объектом. Это ограничивает сенсорные возможности системы.
  • Во-вторых, сенсорные датчики высокого разрешения, дающие информацию о текстуре, крайне сложно смоделировать, не говоря уже о том, что они очень дороги. Это затрудняет их использование в реальных экспериментах.

И, наконец, многие из этих подходов по-прежнему опираются на зрение.

В данном случае мы используем очень простое решение, — говорит Ванг.

Мы показываем, что для решения этой задачи нам не нужны подробности о текстуре объекта. Нам нужны лишь простые двоичные сигналы о том, коснулись ли датчики объекта или нет, а их гораздо проще смоделировать и перенести в реальный мир.

Исследователи также отмечают, что большой охват бинарных сенсорных датчиков дает роботизированной руке достаточно информации о трехмерной структуре и ориентации объекта, чтобы успешно вращать его без помощи зрения.

Сначала они обучили свою систему, выполнив симуляцию вращения виртуальной роботизированной рукой различных объектов, включая объекты неправильной формы. Система оценивает, какие датчики на руке касаются объекта в каждый момент времени во время вращения. Кроме того, она оценивает текущее положение суставов руки, а также их предыдущие действия. Используя эту информацию, система указывает роботизированной руке, какой сустав куда следует направить в следующий момент времени.

Затем исследователи протестировали свою систему на реальной роботизированной руке с объектами, с которыми система еще не сталкивалась. Роботизированная рука смогла вращать различные объекты без остановки или потери фиксации. Среди объектов были помидор, перец, банка арахисового масла и игрушечная резиновая уточка, которая оказалась наиболее сложным объектом из-за своей формы. Объекты более сложной формы вращались дольше. Роботизированная рука также могла вращать объекты вокруг разных осей.

В настоящее время Ванг и его команда работают над тем, чтобы распространить свой подход на более сложные задачи манипулирования. В настоящее время они разрабатывают методы, которые позволят роботизированным рукам, например, ловить, бросать и жонглировать.

Манипулирование руками — это очень распространенный навык, которым владеют люди, но для роботов он очень сложен, — говорит Ванг.

Если мы сможем привить роботам этот навык, это откроет перед ними новые возможности.

25.07.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло
Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло

Если проникнуть глубоко-глубоко под повер...

Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак
Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак

Загрязнения, извергаемые бурно развивающейся м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса