Автономный робот освоил вход через дверь — Прорыв для сервисных роботов

Роботы могут делать много вещей, но они не могут открыть дверь и пройти через дверной проём. Исследователи решили эту проблему в трёхмерных цифровых симуляциях и строят автономного робота, который может сделать именно это. Этот простой прогресс в независимости представляет огромный скачок вперёд для помощников-роботов, которые пылесосят и дезинфицируют офисные здания, аэропорты и больницы.

Ранее исследователи решали проблему сканированием всей комнаты для создания 3D цифровой модели, чтобы робот мог локализовать дверь. Но это затратное по времени индивидуальное решение, работающее только для конкретной сканированной комнаты. Разработка автономного робота для открытия двери для себя ставит несколько вызовов.

Двери бывают разных цветов и размеров с разными ручками, которые могут быть слегка выше или ниже. Роботы должны знать, сколько силы применять для открытия дверей, чтобы преодолеть сопротивление. Большинство публичных дверей само-закрывающиеся, что значит, если робот теряет хватку, он должен начинать сначала. Когда дверь открывается от робота, он может просто повернуть ручку и толкнуть вперёд, чтобы войти в комнату. Но когда дверь открывается к роботу, задача становится гораздо более сложной, особенно если дверь имеет встроенное сопротивление для цели закрытия на своей собственной.

Некоторые инженеры монтировали руку с множеством суставов на роботах, чтобы хватать ручку или дверную ручку, но эти могут быть экстремально дорогими. Одиночная рука робота с шестью суставами, или степенями свободы, имитирующей полный диапазон движения человеческой руки, может стоить десятки тысяч долларов.

Проблема была решена проектированием насадки на простом моторизированном подъёмнике, который робот может поднимать и опускать для достижения дверной ручки. Маленькая рука у основания держит дверь открытой, пока робот поворачивает вокруг неё и продолжает свои обязанности в следующей комнате. Поскольку команда использует машинное обучение, робот должен «обучить» себя открывать дверю, по сути, через пробу и ошибку. Это может быть затратным по времени изначально, но робот исправляет свои ошибки по мере продвижения. Симуляции помогают роботу подготовиться к фактической задаче.

Сервисные роботы стали более полезными, особенно во время пандемии COVID-19, когда утомительные задачи, такие как дезинфекция комнат с туманами или ультрафиолетовым светом, могли быть автоматизированы. Аналогично, робот, который мог бы заряжаться, используя ближайшее удобное электрическое розетку, был бы экстремально полезен. Текущее решение — установить стыковочную станцию. Когда робот слабеет по питанию, он возвращается к своей стыковочной станции. Однако он теряет время, возвращаясь к дока, и не может быть док в каждой комнате.

Новый робот сможет идентифицировать стенную розетку и вставить вилку без человеческой помощи, что является комбинацией вызовов. Электрическая розетка очень мала, так что робот должен сначала её идентифицировать. Люди имеют ловкость находить розетку и вставлять вилку быстро. Но просить робота сделать это не так легко; если робот не выровняется идеально, он потерпит неудачу. Алгоритм исследователей, однако, даёт роботу больше гибкости «почувствовать» вокруг вилки, когда он приближается.