美國麻省理工學院的研究人員(左起):Elijah Stanger-Jones、Hongmin Kim 和 Andrew SaLoutos 設計了一種機器人抓手,它結合了反射功能,可以快速抓取和分類日常物品。
揀選機器人不會在嘗試失敗后從頭開始,而是立即進行調整以獲得更好的抓握力。
你是否曾在街機房中操作過抓娃娃機?那種按下按鈕后的緊張等待,如果抓取失敗,就得重新來過。如今,美國麻省(MIT)的工程師們通過反射抓取,為機器人開發(fā)了一種更人性化的觸感體驗。這種新型機器人不會在抓取失敗后重新開始,而是能夠立即調整,通過滾動、手掌或捏住物體以更好地抓住它們,這些“最后一厘米”的調整不需要涉及更高級別的規(guī)劃者,如同人們在黑暗中尋找床頭的玻璃杯一般直覺性。
這一設計首次在機器人規(guī)劃架構中整合了反射反應。目前,該系統(tǒng)尚屬概念驗證階段,但為將反射反應嵌入機器人系統(tǒng)提供了一種通用結構,未來還可以進行更復雜的反應編程,使機器人更加靈活和適應不斷變化的環(huán)境。
“生活和工作環(huán)境中總是充滿了不確定性,”美國麻省理工學院的研究生Andrew SaLoutos解釋說,“可能有人會在桌子上放一些新物品,或者在休息室移動東西,甚至在水槽里多放一個盤子。我們希望反應能力強的機器人能夠適應這些不確定性并與之協(xié)同工作?!?/p>
許多現(xiàn)有的機器人夾具設計相對緩慢和精確,特別是在工廠裝配線上重復進行相同的任務時,這些機器人依賴視覺數(shù)據(jù),并且處理數(shù)據(jù)會限制機器人的反應時間。當需要從失敗的抓取中恢復時,這一問題尤為突出。
但在這項新工作中,Kim的團隊構建了一個反射性強、反應敏捷的平臺,該平臺具有高速手臂和兩個輕型多關節(jié)手指,除了底部的攝像頭,還配備了指尖的高帶寬傳感器,可立即記錄接觸的力度和位置,每秒記錄超過200次。
研究人員還讓高級規(guī)劃器先處理場景的視覺數(shù)據(jù),然后用一種稱為“反射”的快速響應算法指導機器人執(zhí)行三種抓取動作之一。在機器人靠近物體的最后一厘米內(nèi)啟動,使手指能夠抓住、捏住或拖動物體,直到更好地抓住它。
這種反應不需要高層規(guī)劃人員的參與,而是在較低的決策層面上組織,因此可以像本能一樣做出反應,而不必仔細評估情況來計劃最佳解決方案。
目前,工程師們正在努力加入更復雜的反射和抓取動作,以期構建一個能夠適應混亂和不斷變化空間的通用拾取機器人。這一技術的前景廣闊,預計將在未來為工業(yè)環(huán)境和日常生活中的許多場景帶來便利。
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