机器人的应用(yòng)越来越普(pǔ)及(jí),特别是在各种工作环境中协助执行(háng)人类无法完成的任务(wù),或者增加人们的工(gōng)作(zuò)效(xiào)率。但机器人还(hái)不是万(wàn)能(néng):例(lì)如“识别物体(tǐ)并拾取它们(men)”这项工作看(kàn)似简单,对机器人来说却极为(wéi)困(kùn)难(nán)。
麻省(shěng)理工学(xué)院和普(pǔ)林斯顿(dùn)大学的(de)研究人(rén)员(yuán)设(shè)计了一款拥有(yǒu)较高肢(zhī)体灵活性的机器人系(xì)统,识别并抓(zhuā)取物体将不再是(shì)问题(tí)。
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现今(jīn),大多数在生(shēng)产在线使用的机器(qì)人都经过(guò)精心校准,以(yǐ)便进行准确的运动。研究(jiū)人员利用(yòng)算法,使机器人从一堆物体中随机抓取一(yī)个物品(pǐn),而该取放系统由一般常见(jiàn)的机械手臂(构造上由机械(xiè)主体、控制器(qì)、伺服机构和传感(gǎn)器所组成(chéng),由(yóu)程序根据作业需求设定(dìng)其一定的指定动作)组成,并配备一个订制的(de)抓手和吸盘。透过深度学习(深度学习是(shì)机器学习的一种方式,让计算机像长了神经网(wǎng)络般,可进行(háng)复杂的运算(suàn),并(bìng)展(zhǎn)现拟人的判断及行为)使(shǐ)机械手臂能(néng)处理(lǐ)任何给定的物品。
该(gāi)系统的(de)多功(gōng)能假肢可(kě)以透过四种不同的(de)方(fāng)式完(wán)成取放的挑战:垂直(zhí)使用(yòng)吸盘、侧面使(shǐ)用吸盘、垂直抓握,以及抓(zhuā)握同时使用其他工具(用于(yú)抓取(qǔ)墙边的(de)物(wù)体)。实验期(qī)间,当机器人拾取物体之后,研究人员会(huì)记录成(chéng)败与否并输入数据,以优化系统拾取各(gè)种类型的(de)物体的过(guò)程。
为了能研发出(chū)自动上下货的机器(qì)人,电商(shāng)巨擘亚马逊连续 3 年(nián)举办“亚马逊机器人挑战赛(Amazon Robotics Challenge)”,向全球(qiú)好手,寻求解(jiě)决方案(àn)。而在2017年的比赛中该系统使用吸力拾取物体的成功率达 54%、抓握(wò)成功率为 75%,并且以 100%的精准度识别了物体。
科(kē)学家(jiā)建议可(kě)以将该系统应用于提升仓储业管理货物的效率、从橱(chú)柜中抓取(qǔ)物品,甚至在事故(gù)发生后挖掘碎片等不同(tóng)场景。因为机器的深度(dù)学习(xí)可以根据任(rèn)何情况调整,因此相关(guān)的潜在(zài)应用非常广泛。
类似的深度学习算法也能用来开发机器的视觉感知系统(tǒng),并(bìng)使用照片库教导机器人识(shí)别现实生活(huó)中的每项物品(pǐn)。