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视觉感知的仓库机器人
2022年07月31日    阅读量:478    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

十多年前,特德·阿德尔森(TedAdelson)着手为机器人制造触觉传感器,让机器人拥有触觉。结果如何?一种手持式成像系统,功能强大,足以将美元钞票上凸起的印字显示出来。该技术被旋转到GelSight中,以满足业界对低成本、高分辨率成像的需求。

作为人类和机器视觉的专家,阿德尔森很高兴能创造出一些有用的东西。但他从未忘记自己最初的梦想:赋予机器人触觉。在亚马逊的一个新的科学中心项目中,他又回到了这个案例中。他计划建造一个具有额外感应温度和振动能力的GelSight系统。作为麻省理工学院大脑和认知科学系的教授,阿德尔森最近坐下来谈谈他的工作。

Q: 是什么让人的手在机器人中如此难以再现?

A: 人类的手指有柔软、敏感的皮肤,当它接触到物体时会变形。问题是当传感表面本身在操作过程中不断移动和变化时,如何获得精确的传感。

Q: 你是人类和计算机视觉方面的专家。touch是如何吸引你的兴趣的?

A: 当我的女儿还是婴儿时,我惊讶于她们如何熟练地用手指和手探索世界。我想了解他们通过触觉收集信息的方式。作为一名视觉研究人员,我自然会寻找一种使用摄像机的方法。

Q: GelSight机器人手指是如何工作的?它的局限性是什么?

A: 摄像机从内部捕捉皮肤图像,计算机视觉系统计算皮肤的三维变形。GelSight手指具有极佳的触觉灵敏度,远远超过人类手指。然而,对内部光学系统的需求限制了我们今天可以实现的尺寸和形状。

Q: 你是怎么想到让机器人的手指有触觉的,实际上就是让它有视觉?

A: 摄像机可以告诉您它正在查看的曲面的几何图形。通过在手指内放置一个微型摄像机,我们可以测量皮肤几何形状在点与点之间的变化。这告诉我们触觉特性,如力、形状和纹理。

Q: 你之前在摄像机方面的工作进展如何?

A: 我之前对反射材料外观的研究帮助我设计了皮肤的光学特性。我们制作了一个非常薄的哑光膜,并用掠射照明对其进行照明,以便可以看到所有细节。

Q: 你知道3D表面测量有市场吗?

A: 没有。我的博士后基莫·约翰逊在YouTube上发布了一段视频,展示了大约十年前GelSight的能力。这段视频像病毒一样传播开来,我们收到了大量的电子邮件,里面都是有趣的推荐应用程序。自那以后,人们使用这项技术测量鲨鱼皮、积雪和磨砂表面的微观纹理。FBI在取证中使用它来比较废弹壳。

Q: GelSight的主要应用是什么?

A: 工业检验。例如,检查员可以将GelSight传感器压在飞机机身上的划痕或凸起处,以在3D中测量其精确尺寸和形状。这个应用可能看起来与婴儿手指的最初灵感有很大不同,但它表明触觉传感可以有很多用途。至于机器人,触觉传感目前主要是一个研究课题,但我们希望它在工业机器人中越来越有用。

Q: 你们现在正在建造一种测量温度和振动的方法。你用相机怎么做?你还将如何模仿人类的触觉?

A: 你可以将温度转换成视觉信号,摄像机可以通过液晶读取,液晶分子可以使情绪环和前额温度计变色。对于振动,我们将使用麦克风。我们还想扩大手指的形状范围。最后,我们需要了解如何使用来自手指的信息来改进机器人技术。

Q: 为什么我们对温度和振动敏感,为什么这对机器人有用?

A: 识别材料特性是触摸的一个重要方面。感应温度有助于你判断某物是金属还是木材,以及它是湿的还是干的。振动可以帮助你区分轻微纹理的表面(如未抛光的木材)和完全光滑的表面(如表面光滑的木材)。

Q: 接下来是什么?

答:制作触觉传感器是第一步。接下来是将其集成到有用的手指和手中。然后你必须让机器人用手来执行现实世界的任务。

Q: 进化给了我们五个手指和两只手。机器人也会这样吗?

A: 不同的机器人会有不同的手,针对不同的情况进行优化。大手,小手,有三个手指或六个手指的手,还有我们今天甚至无法想象的手。我们的目标是提供传感能力,使机器人能够熟练地与世界互动。

本故事由麻省理工学院新闻网(web.MIT.edu/newoffice/)转载,该网站是一个热门网站,涵盖麻省理工学院研究、创新和教学方面的新闻。

标签:行业资讯机械应用人工智能机器人
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