科學(xué)家利用傳感器使機(jī)器人的指尖產(chǎn)生觸覺(jué)

據(jù)外媒報(bào)道，布里斯托大學(xué)的研究人員最近訓(xùn)練了一種基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型，以收集有關(guān)機(jī)器人的觸覺(jué)信息。他們將深度學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于具有傳感功能的機(jī)器人指尖，并發(fā)現(xiàn)該技術(shù)可以幫助機(jī)器人推斷出有關(guān)周?chē)h(huán)境的更多信息。

據(jù)悉，這項(xiàng)研究的目的是當(dāng)控制機(jī)器人與周?chē)h(huán)境進(jìn)行物理交互時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)人為地重新創(chuàng)造觸摸感。

與機(jī)器人相比，人類(lèi)之間的觸感是不經(jīng)意的，通過(guò)觸摸就能感知物品的形狀，然而這背后的計(jì)算極其復(fù)雜。為了使機(jī)器人擁有同樣的觸覺(jué)，布里斯托大學(xué)的研究人員通過(guò)將深度學(xué)習(xí)，在機(jī)器人上實(shí)現(xiàn)了這種類(lèi)型的物理交互，它的作用與人類(lèi)皮膚的指尖十分相似。

機(jī)器人中重塑觸覺(jué)的研究已經(jīng)進(jìn)行了十年之久。過(guò)去的研究中一直在采用更傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，例如概率分類(lèi)器等。但是研究者們發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)僅允許機(jī)器人執(zhí)行非?；镜娜蝿?wù)，例如以緩慢的敲擊運(yùn)動(dòng)感覺(jué)簡(jiǎn)單的2D形狀。

而這項(xiàng)新論文的突破在于，自然復(fù)雜物體上使用的方法在三個(gè)維度上起作用，使指尖滑動(dòng)得像人類(lèi)一樣。值得高興的是布里斯托大學(xué)的研究人員由于過(guò)去幾年在深度學(xué)習(xí)方面的進(jìn)步，做到了這一點(diǎn)。

為機(jī)器人提供觸摸感可以幫助控制其手和指尖，從而使它們能夠估計(jì)與其接觸的對(duì)象或?qū)ο蟮囊徊糠值男螤詈图y理。例如，當(dāng)機(jī)器人沿著一條邊緣在表面上滑動(dòng)時(shí)，機(jī)器人可能能夠估算出邊緣的角度并相應(yīng)地移動(dòng)其機(jī)器人手指。

研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)深度學(xué)習(xí)構(gòu)建機(jī)器人從感覺(jué)數(shù)據(jù)到表面特征(例如邊緣角度)的可靠地圖，這背后的邏輯相當(dāng)困難，因?yàn)楸仨毥?jīng)歷像人一樣可扭曲、會(huì)滑動(dòng)才能收集到數(shù)據(jù)。通過(guò)收集準(zhǔn)確的表面角度估算值，機(jī)器人可以更好地控制機(jī)械手的指尖。

將來(lái)，這種方法可以為機(jī)器人提供類(lèi)似于人類(lèi)的物理靈巧性，使他們可以根據(jù)與之交互的對(duì)象有效地調(diào)整其抓握和操縱策略。

到目前為止，研究人員已經(jīng)通過(guò)將其與單個(gè)機(jī)器人指尖集成來(lái)證明了其技術(shù)的有效性，將來(lái)可以將其應(yīng)用于軟機(jī)器人的所有指尖和四肢，從而使其可以像人類(lèi)一樣操作工具并完成操縱任務(wù)，這最終可能為開(kāi)發(fā)更高效的機(jī)器人以在各種環(huán)境中部署鋪平道路，其中包括用于完成家務(wù)、在農(nóng)場(chǎng)采摘農(nóng)產(chǎn)品或滿足醫(yī)療機(jī)構(gòu)中患者需求的機(jī)器人等等，這無(wú)疑是一個(gè)很大的進(jìn)步，對(duì)比你怎么看呢?