一种算法加速了机器人用于调整其对物体的抓握、拾取和分类或工具使用的规划过程。

 

如果你在桌子旁边，手边有一支钢笔或铅笔，试试这个动作:用拇指和食指抓住钢笔的一端，另一端靠在桌子上。手指滑下笔，然后倒过来，不要让它掉下去。不会太难，对吧?

 

对于一个机器人来说——比如说，一个正在对一堆物体进行排序并试图掌握其中一个的机器人——这是一个计算繁重的操作。甚至在尝试移动之前，它必须计算一系列的属性和概率，比如摩擦和桌子的几何形状，钢笔和它的两个手指，以及这些属性的各种组合如何相互作用，基于基本的物理定律。

 

 

现在，麻省理工学院的工程师们发现了一种方法，可以显著加快机器人调整其对物体的抓力所需的规划过程，方法是将物体推向静止的表面。传统的算法需要数十分钟来规划一系列动作，而新团队的方法将这个预先规划过程缩短到不到一秒

 

麻省理工学院(MIT)机械工程副教授阿尔贝托•罗德里格斯(Alberto Rodriguez)表示，更快速的规划过程将使机器人，特别是在工业环境中，能够迅速想出如何推、滑或利用环境中的特征来重新定位它们所抓的物体。这种灵活的操作对于任何涉及挑选和排序的任务，甚至复杂的工具使用都非常有用

 

 

罗德里格斯说:“这是一种扩展机器人灵巧度的方法，即使是简单的机械手，因为归根结底，环境就是每个机器人周围的东西。”

 

该团队的研究结果发表在今天(2019年10月17日)的《国际机器人研究杂志》上。罗德里格斯的合著者是该研究的第一作者、机械工程专业研究生尼基·查凡-达夫(Nikhil Chavan-Dafle)和电气工程与计算机科学专业研究生雷切尔·霍拉迪(Rachel Holladay)。天富平台的骗局

 

 

锥内物理学

 

Rodriguez的小组致力于让机器人利用环境来帮助它们完成体力任务，比如在垃圾桶里拣东西和分类。

 

现有的算法通常需要数小时预案机械爪的运动序列,主要是因为,每一个动作,它认为,必须首先计算算法,运动是否会满足一些物理定律,比如牛顿运动定律和库仑定律描述对象之间的摩擦力。

 

罗德里格斯说:“整合所有这些定律，考虑机器人可能做的所有动作，然后从中选择一个有用的，这是一个繁琐的计算过程。”

 

在决定机器人的手应该如何移动之前，他和他的同事们找到了一种简洁的方法来解决这些操作的物理问题。他们使用了“运动锥”，本质上是视觉上的锥形摩擦图。

 

锥体的内部描述了一个特定位置的物体所能施加的所有推动运动，同时满足了基本的物理定律，并使机器人能够保持对该物体的抓握。锥体外的空间代表了以某种方式使物体脱离机器人的控制的所有推力。

 

“看似简单的变化，比如机器人抓取物体的力度，可以显著地改变物体在抓取时的移动方式，”霍拉迪解释说。“根据你抓的力度，会有不同的动作。这是算法处理的物理推理的一部分。”

 

该团队的算法计算出不同可能配置的运动锥，包括机械手爪、它所持的物体和它所推动的环境，以便选择和排序不同可行的推动，以重新定位物体。天富平台的骗局

 

“这是一个复杂的过程，但仍然比传统的方法快得多——快到只需半秒就能计划好整个推进过程，”Holladay说。

 

大计划

 

研究人员在一个三向互动的物理装置上测试了这个新算法，在这个装置中，一个简单的机器人钳子拿着一个t形的块，推着一个垂直的杆。他们使用了多种启动配置，机器人在一个特定的位置抓住积木，然后从一个特定的角度把它推到杠子上。对于每个初始配置，该算法立即生成机器人可能施加的所有力的地图，以及将产生的块的位置。

 

“我们做了几千次尝试来验证我们的模型正确地预测了现实世界中发生的事情，”Holladay说。“如果我们在圆锥体内部施加推力，被抓住的物体就能得到控制。如果它在外面，物体就会从手中滑落"