Робот-землекоп щупает закопанные предметы
Потеряли что-то на пляже? «Digger Finger» из Массачусетского технологического института копается в песке и гравии, чтобы найти зарытый объект.
Тонкое, похожее на цифру устройство, оснащенное тактильными датчиками, когда-нибудь можно будет установить на роботизированную руку и использовать для обнаружения подземных кабелей или даже взрывчатых веществ.
Исследование команды Массачусетского технологического института будет представлено на следующем Международном симпозиуме по экспериментальной робототехнике .
Чтобы обнаруживать различные напечатанные на 3D-принтере объекты в песке и крупнозернистом рисе, команда Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL) уменьшила свой существующий тактильный датчик под названием GelSight , построен в 2017 году.
В оригинальном (и более крупном) GelSight используется прозрачный гель, покрытый отражающей мембраной, которая деформируется, когда на нее давят предметы (см. пример деформации в видео выше). ). Три цвета светодиодных индикаторов и камера расположены за датчиком.
Свет проходит через гель и попадает на мембрану, в то время как камера фиксирует отражение от мембраны. Затем алгоритмы компьютерного зрения извлекают трехмерную форму области контакта, где мягкий палец касается объекта.
Чтобы уменьшить размер датчика GelSight, чтобы он подходил для роботизированного Digger Finger, команда Массачусетского технологического института начала с новой конструкции:исследователи сделали структуру более цилиндрической и со скошенным концом.
Затем инженеры заменили две трети светодиодных ламп комбинацией синих светодиодов и цветной флуоресцентной краски. Конечный результат:устройство размером с кончик пальца с тактильной сенсорной мембраной площадью около 2 квадратных сантиметров.
Команда использовала механические вибрации, чтобы «разжижать» рис и песок, чтобы копатель мог копать без засорения механизмов зернистым материалом.
«Мы хотели увидеть, как механические вибрации помогают копать глубже и преодолевать пробки, — говорит Радхен Патель, постдоктор Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта (CSAIL) Массачусетского технологического института. . "Мы запускали вибрационный двигатель при различных рабочих напряжениях, что меняет амплитуду и частоту вибраций".
По словам изобретателей, застрявший песок было труднее очистить, чем рис, хотя небольшой размер зерен означал, что палец копателя все еще мог чувствовать общие контуры целевого объекта.
Патель говорит, что операторам придется настраивать шаблон движения Digger Finger для различных настроек «в зависимости от типа носителя, а также размера и формы зерен».
В коротких вопросах и ответах ниже Патель рассказывает Технические бюллетени как его команда планирует оптимизировать способность Digger Finger перемещаться по различным носителям.
Технические обзоры :Может ли палец робота обладать человеческим осязанием?
Радхен Патель :человеческое осязание очень многогранно. Он состоит из нескольких типов сенсорных модальностей, работающих с разной скоростью и разрешением. Удивительно, но только некоторые из них фактически используются для данного набора задач. Мы не используем их все время. Таким образом, в распоряжении имеется много отвлекающей информации, которую необходимо обработать для конкретной задачи.
Пальцы роботов тоже постоянно воспринимают постороннюю информацию через осязание — например, когда тянутся к предметам или размещают их в загроможденном пространстве. Что касается поиска зарытых предметов, «отвлекающей информацией», естественно, является ощущение зернистых частиц среды на кончиках пальцев, в которых зарыты предметы.
Подробнее о робототехнике и датчиках в технических бюллетенях
Навигационная система из Калифорнийского университета в Сан-Диего направляет роботов по самой оживленной части больницы:отделению неотложной помощи.
Ноги нового экзоскелета могут «думать» и принимать управляющие решения самостоятельно, используя сложную технологию искусственного интеллекта (ИИ).
Носимый датчик обнаруживает токсичные газы с помощью голограммы.
Технические обзоры :С технологической точки зрения, как Digger Finger «отличает» целевой объект от, скажем, камня или куска риса?
Радхен Патель :мы обучили модель глубокого обучения (сверточную нейронную сеть) на данных изображения [изображение RGB с камеры внутри Digger Finger], чтобы идентифицировать или классифицировать целевые объекты среди комков риса и песка.
Технические обзоры :Чем эта конструкция особенно отличается от предыдущих альтернативных роботов для поисково-спасательных операций?
Радхен Патель :К основным компонентам Digger Finger относятся камера, система освещения (светодиоды и флуоресцентная краска), зеркало, гелевая мембрана, прозрачная с одной стороны и покрытая отражающей краской с другой, и прозрачный цилиндрический клиновидный стержень, выполненный из акрила, который содержит все вышеперечисленные компоненты.
Мы рассматриваем нашу нынешнюю конструкцию Digger Finger как дополнение к существующим поисково-спасательным роботам, которое позволит их придаткам проникать в труднодоступные места и воспринимать контакт с высоким разрешением.
Технические обзоры :Что дальше? Над чем вы будете работать с этим Digger Finger?
Радхен Патель :Предстоит еще много работы. Что касается дизайна, мы хотим сделать Digger Finger более устойчивым к истиранию, возникающему в процессе копания, особенно на гелевой мембране. Мы также хотели бы разработать захват с несколькими пальцами копателя в качестве тактильных придатков и изучить различные стратегии тактильного исследования, чтобы лучше идентифицировать подземные объекты и манипулировать ими.
Технические обзоры :Какое приложение кажется вам наиболее интересным, когда вы думаете о том, как можно использовать Digger Finger?
Радхен Патель :Мы находим идентификацию и разборчивость контактов в захламленных местах как самое захватывающее приложение. Это включает в себя обезвреживание взрывчатых веществ, закопанных под землей, или сбор и размещение предметов в загроможденных местах, таких как пакеты с продуктами.
Дополнительными исследователями, участвовавшими в исследовании, были аспирант CSAIL Бранден Ромеро, аспирантка Гарвардского университета Нэнси Оуян и Эдвард Адельсон, профессор науки о зрении Джона и Дороти Уилсон в CSAIL и Департаменте мозга и когнитивных наук.
Что вы думаете? Поделитесь своими вопросами и комментариями ниже.
Датчик
- Создание беспроводного роботизированного автомобиля с использованием ИК-датчиков
- С# — Коллекции
- Роботизированная рука, управляемая ПК
- 5 Вт бинта для питания электроники
- С помощью искусственного интеллекта роботизированные экзоскелеты обретают самоконтроль
- Ультратонкие и высокочувствительные датчики деформации
- Роботизированный экзоскелет верхней части тела
- Тактильный палец робота без слепых зон
- Робот чувствует скрытые объекты
- Роботизированная и ручная сварка