Алгоритм дает роботам более быструю хватку

Новый алгоритм значительно ускоряет процесс планирования, необходимый для того, чтобы робот корректировал захват объекта, толкая этот объект к неподвижной поверхности. В то время как традиционным алгоритмам потребуются десятки минут для планирования последовательности движений, новый подход сокращает этот процесс предварительного планирования до менее секунды. Этот более быстрый процесс планирования позволит роботам, особенно в промышленных условиях, быстро понять, как отталкиваться, скользить или иным образом использовать функции в своей среде для изменения положения объектов в их хватке. Такие ловкие манипуляции полезны для любых задач, связанных со сбором и сортировкой, и даже с использованием сложных инструментов.

Существующим алгоритмам обычно требуются часы, чтобы предварительно спланировать последовательность движений роботизированного захвата, в основном потому, что для каждого движения, которое он рассматривает, алгоритм должен сначала вычислить, будет ли это движение удовлетворять ряду физических законов, таких как законы движения Ньютона и закон Кулона, описывающий силы трения между предметами. Компактный способ решить физику этих манипуляций до принятия решения о том, как должна двигаться рука робота, заключается в использовании «конусов движения», которые по сути представляют собой визуальные конусообразные карты трения.

Внутри конуса изображены все толкающие движения, которые можно применить к объекту в определенном месте, удовлетворяя при этом фундаментальным законам физики и позволяя роботу удерживать объект. Пространство за пределами конуса представляет собой все толчки, которые каким-то образом заставят объект выскользнуть из захвата робота. Алгоритм вычисляет конус движения для различных возможных конфигураций среди роботизированного захвата, объекта, который он удерживает, и среды, в которую он толкает, чтобы выбрать и упорядочить различные возможные толчки для изменения положения объекта.

Исследователи протестировали новый алгоритм на физической установке с трехсторонним взаимодействием, в котором простой роботизированный захват удерживал Т-образный блок и давил на вертикальную планку. Они использовали несколько начальных конфигураций, когда робот брал блок в определенном положении и прижимал его к перекладине под определенным углом. Для каждой стартовой конфигурации алгоритм мгновенно генерировал карту всех возможных сил, которые мог приложить робот, и положение блока, которое получится в результате. Прогнозы алгоритма надежно соответствовали физическим результатам в лаборатории, планируя последовательность движений — например, переориентацию блока относительно перекладины перед тем, как положить его на стол в вертикальном положении — менее чем за секунду по сравнению с традиционными алгоритмами, которые требуют более 500 секунд на планирование.