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这个机器人可以插入 USB,但我仍然不能

了解用于机器人的GelSight技术如何通过精确性增强机器人的灵巧性,以进行精细操作任务。

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为什么每次我尝试插入USB插头时,它总是反的?即使靠运气,至少也应该有一半的机会是对的吧?不管我的问题是什么,一个灵巧的新机器人没有这个问题。该机器人的优势在于,它的指尖不仅能感觉到,还能看到。东北大学和(还有哪里?)麻省理工学院的研究人员创造了这个精通插头的机器人。他们从一个现有的工厂工人机器人Baxter开始,并给了它一对捏合的手指。然后在其中一个手指上,他们添加了一个缩小和改进版本的传感技术,称为GelSight,几年前发明的。GelSight通过将触觉与视觉相结合,创造出精确的触觉。它使用一个小盒子(下图),围绕着涂有金属漆的橡胶表面。不同颜色的光从盒子的四个侧面照射到表面上:红色、绿色、蓝色和白色。橡胶就像机器人的手指垫。当它压在物体上时,从盒子顶部向下看的摄像头会观察到四种颜色的光如何被金属垫的弯曲所反射。然后,一种算法使用这些信息来创建物体表面的三维地图。

麻省理工学院的博士生、主要作者 Rui Li 说:“基本上,我们将触摸信息转换为图像。” 这使得该设备优于其他类型的传感器,因为它具有非常高的分辨率——与内置摄像头的分辨率一样高。 为了测试 GelSight 作为机器人指尖的效果如何,Li 和他的合著者要求新装备的 Baxter 机器人拿起一根挂在钩子上的 USB 数据线并将其插入。“USB 插入是一种非常精细的操作,需要亚毫米级的精度,这可能非常具有挑战性,”Li 说。 每次机器人拿起 USB 数据线时,它都必须摸索插头上凸起的 USB 符号,然后使用该信息将插头精确地对准孔。(为了轻柔地对待他们的传感器,该团队没有让 Baxter 将插头完全推到底——插入一半就足够了。)研究人员训练机器人后,它成功地将 USB 插入了 36 次尝试中的 34 次

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Li 说,即使对于不花大量时间给手机充电的机器人来说,这项技术也可能很有用。 GelSight 可以帮助完成诸如插入钥匙、拧入螺丝以及任何其他需要抓住物体并将其与其他东西精确对齐的工作。 Li 指出,该小组的机器人实际上并没有遇到弄清楚 USB 插头的哪一侧朝上的挑战。 因为他们只在一个指尖上为机器人配备了 GelSight,所以他们总是以相同的方式悬挂电线,即 USB 符号朝向该手指。 但 Li 说,如果机器人有两个 GelSight 指尖,插头可以以任何方向悬挂,机器人都能够弄清楚。 “在这两种情况下,”Li 说,“更具挑战性和关键的部分是弄清楚 USB 插头在机器人抓爪中的相对[位置]。” 也许我可以雇一个来连接我的打印机。

图片:Melanie Gonick/MIT

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