使机器人更快的掌握



如果你在用钢笔或铅笔得心应手书桌,试试这招:由一端用拇指和食指抓住笔,并推向桌子另一端。滑动你的手指手中的笔,然后翻转倒置,不让它掉落。不要太狠了吧?

但对于一个机器人 - 例如,一个真实分拣通过对象的bin和试图获得对他们的一个把握好 - 这是一个计算征税演习。之前甚至试图在移动它必须计算性能和概率,如表的摩擦和几何形状,笔,它的两个手指,互动机械这些属性的组合如何把不同,基于物理学的基本定律一连串的。

现在澳门太阳城官网(备用网站)的工程师已经找到一种方法来显著加快推该对象相对于静止表面调整其在对象上的把握需要一个机器人的规划过程。而传统的算法需要数十分钟规划出运动的顺序,新团队的做法刮胡子这个预先计划过程中下降到不到一秒钟。

一种新的算法加快规划过程机器人夹具利用周围的环境操作对象。研究人员礼貌形象

阿尔贝托·罗德里格斯,在澳门太阳城官网(备用网站)机械工程系的副教授说,更快的规划过程将使机器人,特别是在工业环境中,迅速找出如何反推,滑沿,或以其他方式在掌握使用的功能在他们的环境中重新定位对象。这种灵活的操作是对涉及挑选和分类,甚至复杂的工具使用的任何任务非常有用。

“这是延长即使是简单的机械手夹持器的灵活性,因为在这一天结束时,环境是每个机器人都有办法解决它,”罗德里格斯说。

小组的研究结果已刊载于今日 机器人研究的国际期刊。罗德里格斯”合着者主要作者NIKHIL恰范-dafle,一名研究生在机械工程,和Rachel霍拉迪,一名研究生在电气工程和计算机科学。

物理学中一个锥形

罗德里格斯”组研究使机器人所处的环境利用,以帮助他们完成物理任务,如在仓拾取和排序的对象。  

现有算法通常需要几个小时才能预案运动的序列,用于机器人手爪,主要是因为,对于它认为每一个动作,该算法必须首先计算该运动是否满足许多物理定律,如运动和库仑的牛顿定律法描述对象之间的摩擦力。

“这是一个繁琐的计算过程,以整合所有这些法律,考虑所有可能的运动机器人可以做的,选择那些中的一个有用的,”罗德里格斯说。

他和他的同事们发现了一个紧凑的方式来解决这些操作的物理,提前决定机器人的手应该如何移动的。它们通过使用“运动锥体”,其本质上是摩擦的视觉,锥形地图这样做了。

该锥体内部描绘一切可以在特定位置被应用到一个对象,同时满足物理学的基本法律,使机器人能够保持物体的保持推运动。圆锥体的空间外代表所有会以某种方式导致对象滑机器人的把握了推动。

“看似简单的变型中,如硬机器人如何抓住对象,可以显著更改把握对象移动如何推动时,” Holladay的解释。 “根据你如何努力抓,就会有不同的运动。这就是物理推理算法手柄的一部分。”

该球队的算法计算用于机器人夹持器之间不同的可能配置的运动锥体,一个对象,它被保持,并针对其被推动,以便选择和序列不同的可行推动到定位对象的环境。

一种新的算法加快机器人夹具的规划过程。在实验室中的机器人被示出拾取块信,t和推靠在附近的墙上以重新角它,将其设置在竖直位置退缩之前。

“这是一个复杂的过程,但是比传统方法依然更快 - 速度不够快策划整个系列推的需要半秒钟,”霍拉迪说。

大计划

研究人员测试与三通相互作用,其中一个简单的机器人手爪正拿着一T形块和推压的垂直棒的物理设置的新算法。它们使用多个起始配置中,与机器人在特定位置夹持块和从某一个角度将其推靠在杆。对于每个启动配置中,算法瞬间产生所有可能的力使机器人可以适用的地图,并会导致该块的位置。

“我们做了几千推来验证我们的模型正确地预测在现实世界中发生的事情,”霍拉迪说。 “如果我们应用推动这就是锥内,抓住的对象应保持在控制之下。如果它的外面,对象应该从滑把握“。

研究人员发现,该算法的预测可靠地匹配实验室的物理成果,规划出的运动序列 - 例如在直立的位置设置它放在桌子前重新调整对条的块 - 在不到一秒钟,相比占据整个500秒传统算法规划出。

“因为我们有机器人,对象和环境之间这三方互动的力学这个紧凑表示,我们现在可以攻击更大规划的问题,”罗德里格斯说。

该集团希望能够申请并延长其的方法,让一个机器人抓手,以处理不同类型的工具,例如在制造环境。

“大多数工厂的机器人,使用的工具有一个专门设计的手,所以不是具有abiity把握螺丝刀和很多不同的方式使用它,只是它的手一把螺丝刀,”霍拉迪说。 “你能想象这需要较少的灵巧的规划,但它更多的限制。我们希望机器人能够使用,并挑选很多不同的事情了“。

这项研究得到了支持,部分由MathWorks公司,美国澳门太阳城官网(备用网站) - 香港科大联盟,美国国家科学基金会。