Роботизированная кисть научилась ходить на собственных пальцах
iXBT.com · · g2657896
Учёные из лаборатории Soft Robotics Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) создали роботизированную кисть, которая способна самостоятельно передвигаться на кончиках пальцев. Рука сохраняет равновесие, адаптируется к поверхности и использует пальцы для перемещения и взаимодействия с окружающими предметами.
Учёные из лаборатории Soft Robotics Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) создали роботизированную кисть, которая способна самостоятельно передвигаться на кончиках пальцев. Рука сохраняет равновесие, адаптируется к поверхности и использует пальцы для перемещения и взаимодействия с окружающими предметами.
В эксперименте робот не только прошёл по разным покрытиям, но и нажимал отдельные клавиши компьютера, самостоятельно сыграв раунд головоломки Sokoban.
Для экспериментов использовали готовую человекоподобную роботизированную кисть, причём учёные не стали менять длину пальцев или встроенный контроллер их положения. Это существенно усложняет задачу: человеческие пальцы имеют разную длину, поэтому при движении по поверхности кисти приходится учитывать их геометрию и одновременно сохранять устойчивость. Чтобы сделать систему автономной, в кисть добавили аккумулятор, вычислительный модуль и набор датчиков.
Алгоритм управления обучали в виртуальной среде методом обучения с подкреплением. В ходе тренировок система получала вознаграждение за успешное выполнение задачи и одновременно должна была сохранять естественное положение пальцев. После большого числа попыток алгоритм научился самостоятельно выбирать движения, позволяющие кисти перемещаться и удерживать равновесие. Затем полученную модель перенесли на физическую реализацию.
В испытаниях кисть смогла передвигаться более чем по десятку различных ровных поверхностей в помещении и на улице — от плитки до травы и камня. Покрытия отличались коэффициентом трения, поэтому роботу приходилось корректировать движения пальцев в зависимости от условий. Отдельным тестом стало управление компьютером: не теряя равновесия, кисть поочерёдно нажимала клавиши со стрелками и прошла уровень компьютерной игры Sokoban.
Автономное перемещение может быть полезно не столько для создания «бродячих рук», сколько для роботизированных систем, работающих в ограниченном пространстве. Например, крупный робот сможет оставить кисть на опорной поверхности возле узкого проёма, после чего она самостоятельно доберётся до расположенного внутри элемента управления или объекта, выполнит необходимое действие и вернётся обратно. Такой подход позволит основной роботизированной системе не проталкивать всю руку или манипулятор в труднодоступную область.
Авторы работы считают, что собственная мобильность может сделать роботизированные кисти более универсальными при работе в пространстве и с интерфейсами, рассчитанными на человека. Следующим шагом для подобных систем станет сочетание самостоятельного перемещения с более сложными манипуляциями — когда кисть должна не только добраться до нужного места, но и выполнить там рабочую операцию.