Автономный робот открывает двери

Роботы могут делать многое, но они не могут открыть дверь и пройти в дверной проем. Исследователи решили эту проблему с помощью трехмерного цифрового моделирования и создают автономного робота, способного именно на это. Этот простой прогресс в независимости представляет собой огромный шаг вперед для роботов-помощников, которые пылесосят и дезинфицируют офисные здания, аэропорты и больницы.

Ранее исследователи решали эту проблему, сканируя всю комнату, чтобы создать цифровую 3D-модель, чтобы робот мог найти дверь. Но это трудоемкое индивидуальное решение, которое работает только для конкретной сканируемой комнаты. Разработка автономного робота, который сам открывает дверь, сопряжена с рядом проблем.

Двери бывают разных цветов и размеров с разными ручками, которые могут быть немного выше или ниже. Роботы должны знать, с какой силой открывать двери, чтобы преодолеть сопротивление. Большинство общественных дверей самозакрывающиеся, а это означает, что если робот потеряет хватку, он должен будет начать все сначала. Когда дверь открывается от робота, он может просто повернуть дверную ручку и толкнуть вперед, чтобы войти в комнату. Но когда дверь открывается в сторону робота, задача становится намного сложнее, особенно если дверь имеет встроенное сопротивление для закрывания самостоятельно.

Некоторые инженеры устанавливали на роботов руку с несколькими шарнирами, чтобы браться за ручку или дверную ручку, но это может быть очень дорого. Одна рука робота с шестью суставами или степенями свободы, которая имитирует полный диапазон движений человеческой руки, может стоить десятки тысяч долларов.

Проблема была решена путем разработки придатка к простому моторизованному подъемнику, который робот может поднимать и опускать, чтобы дотянуться до дверной ручки. Маленькая рука у основания держит дверь открытой, пока робот поворачивается вокруг нее и продолжает выполнять свои обязанности в соседней комнате. Поскольку команда использует машинное обучение, робот должен «научить» себя открывать дверь, в основном методом проб и ошибок. Сначала это может занять много времени, но робот исправляет свои ошибки по ходу дела. Моделирование помогает роботу подготовиться к реальной задаче.

Сервисные роботы стали более полезными, особенно во время пандемии COVID-19, когда можно было автоматизировать утомительные задачи, такие как дезинфекция помещений туманом или ультрафиолетовым светом. Точно так же робот, который может заряжаться от ближайшей удобной электрической розетки, был бы чрезвычайно полезен. Актуальным решением является установка док-станции. Когда у робота заканчивается заряд, он возвращается на свою док-станцию. Однако он теряет время, возвращаясь к причалу, а причал не может быть в каждой комнате.

Новый робот сможет идентифицировать настенную розетку и вставить вилку без помощи человека, что представляет собой комбинацию проблем. Электрическая розетка очень маленькая, поэтому робот должен сначала ее идентифицировать. У людей есть ловкость, чтобы быстро найти розетку и включить ее. Но попросить робота сделать это не так просто; если робот не выровняется идеально, он потерпит неудачу. Алгоритм исследователей, однако, дает роботу больше гибкости, чтобы «нащупывать» вилку, когда она приближается.