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CoRo实验室:机器人智能触觉技术研究

2016-07-22 09:15
老猫
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  要让机器人能够抓取任何物体,不止需要好视力,还需要更好的触觉感知能力。

  将一个物体拿起来的作业任务,并不像它看起来的这么简单——至少对机器人来说是这样的。机器人专家一直致力于开发能够抓取任何东西的机器人,但时至今日大部分机器人只能进行“盲抓”,也就是每次只能重复地从同一个位置抓取同样的物体。如果任何条件发生了变化,例如物体的形状、表面肌理或者物体的位置,机器人就会不懂得如何对变化做出响应,抓取的任务很有可能就会失败。

  要让机器人在第一次尝试就能完美地抓取任何物体,还有很长的路要走。为什么抓握物体的任务会成为这样的难题呢?人类在尝试抓取物体时,会组合运用各种感知能力,最基础的就是视觉和触觉。但直到目前,大部分解决机器人抓握问题的尝试都只把注意力放在机器人的视觉感知上。

  我长期以来都在关注在机器人抓握技术上取得的重要进步。现在我已经倾向于认为,像目前研究那样只关注机器人的视觉感知能力是不可能完美的解决抓握问题的。除了视觉,机器抓握问题的未来还需要另一种技术:触觉智能。

  (图片:Robotiq的机器手在使用触觉智能技术抓取和操作物体)

  只关注视觉是不可能让机器人达到类似人类的抓握能力,因为虽然视觉在抓取过程中很重要(例如需要确定抓取的目标物体),但只视觉不能告诉你在抓取过程中所需要的所有信息。想想史蒂文.平克教授(Steven Pinker)如何描述人类的触觉所能完成的壮举:“假设你要拿起一盒牛奶,如果抓的不够紧,它就会掉下来,如果抓的太紧,又会把它挤爆;拿起牛奶后轻轻摇晃它,你甚至可以用指尖的触觉来估测盒子里有多少牛奶!”(引自《意识如何工作》(How the Mind Works)一书)由于机器人缺少这些感知能力,所以即使在如抓取和放置物品这种简单的事情上也远远落后于人类。

  我在加拿大蒙特利尔的école de Technologie Supérieure(ETS)学院控制与机器人实验室(CoRo)领导触觉与机电一体化研究小组的研究,而且是位于魁北克一家机器人公司Robotiq的合伙人,因此我长期以来都在关注在机器人抓握技术上取得的重要进步。现在我已经倾向于认为,像目前研究那样只关注机器人的视觉感知能力是不可能完美的解决抓握问题的。除了视觉,机器抓握问题的未来还需要另一种技术:触觉智能。

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