Nowy sposób identyfikacji przedmiotów

fot. pixabay

Jeśli robot ma chwytać delikatne przedmioty, najlepiej aby wiedział, jakie to są przedmioty, aby mógł nimi odpowiednio manipulować. Pozwala na to nowy chwytak, który wyczuwa kształt obiektu na całej długości jego trzech sztucznych palców.

Eksperymentalne urządzenie opracowane przez zespół naukowców z MIT nosi nazwę GelSight EndoFlex. Wyposażono je w opracowaną na uniwersytecie technologię GelSight, która wcześniej była wykorzystywana wyłącznie w opuszkach palców chwytaków antropomorficznych.

Trzy mechaniczne palce EndoFlex są ułożone w kształt litery Y - na górze znajdują się dwa palce, a na dole przeciwstawny im kciuk. Każdy składa się z przegubowego szkieletu wykonanego z twardego polimeru otoczonego miękką i elastyczną warstwą zewnętrzną. Same czujniki GelSight - po dwa na palec - znajdują się na spodzie górnego i środkowego paliczka każdego z nich.

Pojedynczy sensor zawiera płytkę uformowaną z przezroczystej, syntetycznej gumy, która jest pokryta z jednej strony warstwą metalicznej farby, która służy jako skóra palca. Kiedy jest dociskana do powierzchni, odwzorowuje jej kształt. Obrazując poprzez naprzeciwległą, niepomalowaną stronę gumy, mała zintegrowana kamera może rejestrować drobne kontury powierzchni oddziałującej z farbą.

Specjalne algorytmy wykonywane na połączonym z chwytakiem komputerze przekształcają kontury w obrazy 3D, które rejestrują szczegóły o głębokości mniejszej niż jeden mikrometr i szerokości około dwóch mikrometrów. Farba jest niezbędna w celu ujednolicenia właściwości optycznych powierzchni, aby system nie był mylony przez wiele kolorów lub materiałów.

W przypadku EndoFlex, łącząc obrazy z sześciu czujników jednocześnie, możliwe jest stworzenie trójwymiarowego modelu chwytanego przedmiotu. Oprogramowanie oparte na uczeniu maszynowym jest w stanie zidentyfikować obiekt, który reprezentował określony model, po tym jak chwytak obejmował go zaledwie jeden raz. W obecnej formie system ma wskaźnik dokładności na poziomie 85%, chociaż liczba ta powinna ulec poprawie w miarę dalszego rozwoju technologii.

- Posiadanie zarówno miękkich, jak i sztywnych elementów jest bardzo ważne w przypadku każdego chwytaka, ale równie istotna jest możliwość wykonywania rzetelnej identyfikacji na naprawdę dużym obszarze; zwłaszcza jeśli chcemy rozważyć wykonanie bardzo skomplikowanych zadań manipulacyjnych, takich jakie potrafią dokonywać nasze ludzkie ręce - powiedział studentka inżynierii mechanicznej Sandra Liu, która współkierowała badaniami wraz ze studentem Leonardo Zamorą Yañezem i profesorem Edwardem Adelsonem - Celem naszej pracy było połączenie wszystkich aspektów, które sprawiają, że nasze ludzkie dłonie są warte naśladowania przez roboty.

(rr)