Чтобы помочь людям в выполнении рутинных обязанностей или заданий, роботы должны эффективно захватывать и манипулировать объектами в их окружении. В то время как в последние годы исследователи в области робототехники разработали растущее число методов, позволяющих роботам подбирать и обрабатывать объекты, большинство из них оказались эффективными только при решении самых базовых задач, таких как сбор объекта или перемещение его из одного места в другое. другой.
Датчики с высоким разрешением могут обеспечить более продвинутые возможности манипулирования роботами , собирая ценную тактильную информацию, которая может быть использована для определения наилучших стратегий манипулирования конкретными объектами. Многие существующие тактильные датчики являются высокоэффективными, но дорогими в производстве, что затрудняет или делает невозможным их внедрение в больших масштабах; другие недорогие, но с ограниченным разрешением и производительностью.
Имея это в виду, исследователи из Facebook недавно разработали DIGIT, тактильный датчик, который является компактным, доступным и может также собирать изображения с высоким разрешением. DIGIT, представленный в статье, ранее опубликованной на arXiv, мог бы помочь в разработке роботов, способных выполнять более широкий спектр задач, связанных с манипулированием руками.
«Одним из факторов, ограничивающих современные роботизированные системы манипулирования, является сложность точного определения сил контакта», — пишут исследователи в своей статье. «Чувство и обоснование контактных сил имеют решающее значение для точного контроля взаимодействия с окружающей средой. В качестве шага на пути к улучшению роботизированных манипуляций мы представляем DIGIT, недорогой, компактный и тактильный датчик с высоким разрешением, предназначенный для манипулирования руками».
Датчик, разработанный этой группой исследователей из Facebook, черпает вдохновение в сенсорных технологиях, разработанных в прошлом. Тем не менее, новый датчик миниатюрен, и, таким образом, может быть установлен на роботизированных руках несколькими пальцами.
DIGIT характеризуется уникальной, довольно простой конструкцией, которая облегчает производство в течение более коротких периодов времени и в большем масштабе. В результате датчик становится более доступным, чем другие решения, способные захватывать изображения с сопоставимым разрешением.
Чтобы оценить производительность DIGIT, исследователи применили один датчик к каждому пальцу руки Allegro, робота-манипулятора с несколькими пальцами, разработанного Simlab, который часто используется для проверки вычислительных методов манипулирования объектами . В своих экспериментах они обучили модель на основе глубоких нейронных сетей действовать в качестве контроллера для руки Аллегро, позволяя ей манипулировать стеклянными шариками. Эта модель была обучена с использованием данных, собранных датчиками DIGIT.
В этих тестах датчик работал замечательно хорошо, собирая тактильные данные с высоким разрешением, которые можно было использовать для обучения глубоких нейронных сетей, чтобы направлять руку Аллегро к желаемым позициям во время задачи манипуляции мрамором. В своей будущей работе исследователи планируют продолжить работу над своим датчиком, дополнительно миниатюризируя его форм-фактор и создавая изогнутые всенаправленные сенсорные поля.
Между тем, датчики DIGIT могут быть интегрированы и протестированы на различных роботах-гуманоидах, что потенциально увеличивает их возможности манипуляции их рук.