傳統(tǒng)印象里的機(jī)器人，不管是工業(yè)用的還是家庭用的，不管長得像不像人，似乎都是“鋼筋鐵骨”，冰冷、笨重，有時(shí)候看著還有點(diǎn)侵略性。
不過，加州大學(xué)圣迭戈分校（簡稱UCSD）的研究人員最近發(fā)明了一款新型軟體機(jī)器人，不僅能夠輕松擰燈泡、擰瓶蓋、轉(zhuǎn)螺絲刀，甚至還能捏住一張薄薄的紙。
擰燈泡
擰瓶蓋
轉(zhuǎn)螺絲刀
捏紙
“我們開發(fā)的這款軟體機(jī)器人抓手使用觸覺傳感技術(shù)對(duì)其所接觸的物體進(jìn)行建模，”UCSD的機(jī)器人專家Michael Tolley對(duì)digitaltrends說，“通過反復(fù)觸摸和旋轉(zhuǎn)物體，機(jī)器人抓手可以繪制出該物體的點(diǎn)云圖（點(diǎn)云是產(chǎn)品外觀表面的點(diǎn)數(shù)據(jù)集合），從而感應(yīng)正在操縱的物體，感覺起來就像是我們?cè)谧约旱目诖锩€匙。”
燈泡的點(diǎn)云圖
“這個(gè)機(jī)器人抓手在旋轉(zhuǎn)、感應(yīng)和模擬物體的能力方面是獨(dú)一無二的，并且可以在光線較暗、能見度低和不確定的環(huán)境下工作，”Michael Tolley補(bǔ)充道。
從圖片中我們能看出，該機(jī)器人抓手有三根柔軟的“手指”，每根“手指”由三個(gè)氣動(dòng)柔性驅(qū)動(dòng)器組成，施加氣壓便可移動(dòng)。
此外，每根“手指”外面都包裹了一層由硅橡膠制成的智能“皮膚”，其中嵌入了由導(dǎo)電碳納米管制成的傳感器。碳納米管的電導(dǎo)率會(huì)隨手指的彎曲程度變化，“皮膚”可以感應(yīng)抓手所握持的物體的信息，之后記錄并檢測(cè)“手指”什么時(shí)候移動(dòng)、什么時(shí)候與物體接觸。
接著傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會(huì)被傳送到控制板，進(jìn)而創(chuàng)建正在操縱的物體的3D模型。整個(gè)過程類似于CT掃描，2D圖像截面會(huì)生成3D模型。
當(dāng)研究人員把該抓手連接到Fetch Robotics的機(jī)器人手臂進(jìn)行測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)它能夠執(zhí)行一系列精密的任務(wù)，比如上文提到的擰燈泡、轉(zhuǎn)螺絲刀以及握住紙張等。
工程師將他們的軟體機(jī)器人抓手安裝到了一臺(tái)Fetch Robotics機(jī)器人上。
該團(tuán)隊(duì)下一步的研究計(jì)劃是將機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能添加到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，以便機(jī)器人抓手能夠語義識(shí)別其所抓取的對(duì)象，而不僅僅是對(duì)物體進(jìn)行建模。研究人員還將嘗試使用3D打印技術(shù)來制作抓手模型，讓它變得更耐用。
工程師Michael Tolley表示，由于團(tuán)隊(duì)在軟體機(jī)器人制造領(lǐng)域積累了比較多專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)這些突破是可能的。他希望機(jī)器人抓手未來可以應(yīng)用到水果采摘、食物處理或者家庭服務(wù)等領(lǐng)域。
而要做到這一點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)還需要測(cè)試更多種類的物體，因?yàn)椴煌膶?duì)象需要機(jī)器人找好不同的定位和方向，借此訓(xùn)練可以不斷優(yōu)化機(jī)器人抓手的表現(xiàn)。
