Niezwykłe możliwości FingerEye

Naukowcy z Narodowego Uniwersytetu Singapuru i firmy RoboScience opracowali FingerEye, czujnik gromadzący ciągły strumień informacji wizualnych i dotykowych.

Nowy sensor, zaprezentowany w artykule opublikowanym na serwerze preprintów arXiv, może poprawić adaptacyjność i responsywność robotów, umożliwiając im wykonywanie bardziej złożonych zadań manipulacyjnych.

- Sprawna manipulacja wymaga od robota wszechstronnej percepcji we wszystkich fazach interakcji: przed kontaktem, w momencie jego rozpoczęcia i tuż po nim - napisali w swoim artykule Zhixuan Xu, Yuchen Li i ich współpracownicy - Takie permanentne sprzężenie zwrotne pozwala robotowi dostosowywać swoje działania w trakcie interakcji. Jednak wiele istniejących czujników dotykowych, takich jak GelSight i jego warianty, zapewnia sprzężenie zwrotne dopiero po nawiązaniu kontaktu, ograniczając osiąganą precycję.

FingerEye integruje dwie małe kamery i miękką strukturę pierścieniową. Aparaty nieustannie rejestrują obiekty, naśladując ludzką percepcję głębi. Struktura pierścieniowa odkształca się, gdy robot dotyka obiektów. Jej odkształcenie jest wykorzystywane do wnioskowania o przyłożonych siłach i okolicznych ruchach.

Czujnik opracowany przez naukowców jest zarówno kompaktowy, jak i ekonomiczny. Co więcej, jego unikalna konstrukcja pozwala mu zbierać ciągły strumień informacji wizualnych i dotykowych, podczas gdy robot wchodzi w interakcję z pobliskimi obiektami.

W swoim artykule Xu, Li i ich współpracownicy przedstawili strategię uczenia się na podstawie imitacji, która umożliwia planowanie strategii zręcznościowych manipulacji w oparciu o dane zebrane przez czujnik FingerEye. Ponadto stworzyli cyfrowego bliźniaka czujnika oraz platformę, która może być wykorzystana do precyzyjnego dostrajania umiejętności robotów w różnych zadaniach.

Naukowcy przetestowali sensor zarówno w symulacjach, jak i w rzeczywistych eksperymentach, gdzie zintegrowali go z chwytakami robotów i sprawdzili jego zdolność do wykonywania różnych zadań manipulacyjnych. Wyniki były bardzo obiecujące, ponieważ czujnik umożliwiał robotom postrzeganie obiektów przed, w trakcie i po ich dotknięciu, co przełożyło się na skuteczniejsze strategie manipulacji.

Unikalna konstrukcja czujnika i powiązany z nim kod programistyczny są dostępne na platformie GitHub. Inni badacze mogą wkrótce czerpać inspirację z prac zespołu, aby opracować inne czujniki gromadzące zarówno informacje wizualne, jak i dotykowe.

FingerEye może wkrótce zostać udoskonalony i przetestowany w ramach szerszego zakresu eksperymentów. W przyszłości może umożliwić rozwój bardziej adaptacyjnych robotów, które będą mogły niezawodnie wykonywać różne zadania manualne w warunkach domowych, w środowisku pracy i w placówkach opieki zdrowotnej.

(rr)