Робот освоил умелое обращение с лампочкой, бокалом и даже пластиковым ножом. Однако без хитроумного алгоритма безопасности все еще не обойтись.
Перекладывать предметы из пальцев в пальцы, менять их позицию и при этом не выпускать из рук — для человека это обычное дело. А вот роботам такая задача оказывается значительно сложнее. Особенно если ладонь направлена вниз и предмет стремится выскользнуть под воздействием силы тяжести.
Ученые из Калифорнийского университета в Беркли и Дэвисе создали систему, позволяющую роботизированной руке выполнять сложные манипуляции и одновременно снижать вероятность уронить удерживаемый предмет. Подробные результаты доступны на портале научных препринтов arXiv. Короткие видео с примерами манипуляций роборуки с предметами можно увидеть здесь.
В основе эксперимента лежит 16-суставная роботизированная кисть LEAP. Обучение проходило исключительно в компьютерной симуляции, без участия живых людей. Сначала алгоритм изучил сотни тысяч вариантов захвата. На начальных этапах разработчики искусственно увеличили трение на кончиках пальцев, чтобы предметы проще удерживались. По мере обучения эту помощь постепенно убирали, приближая условия к реальным. Виртуальная модель также была настроена с учетом работы моторов настоящей роботизированной руки.
Четыре предмета — четыре сценария манипуляции
В ходе эксперимента роботизированную кисть протестировали с реальной лампочкой и моделями ножа, бокала для вина и игрушечной утки, напечатанными на 3D-принтере. Для каждого предмета разработчики создали отдельный алгоритм захвата и манипуляции.
Однако главная находка заключалась не только в обучении пальцев. Ученые разработали дополнительный защитный механизм — программный фильтр, который корректирует движения руки в случае угрозы уронить предмет. При этом искусственный интеллект старается минимально вмешиваться в выполнение основной задачи.
Эффективность была проверена на серии из 1200 последовательностей движений. Без защитного алгоритма робот уронил предметы 16 раз, а с ним — всего четыре. То есть количество падений сократилось в четыре раза.
