Как выглядит роботизированная рука, предназначенная для «взаимодействия человека и компьютера»?

Эта роботизированная рука призвана быть «безопасной» и «гибкой» и даже легче человеческой руки. Это двурукий робот из Южной Кореи — Ambidex.

В 2019 году мы представили его прототип, разработанный NAVER LABS. Ее материнская компания NAVER известна как «Google Южной Кореи».
В то время у Амбидекса было всего две руки. Когда мы встретились снова через 5 лет, он был больше похож на человека.

Самое большое изменение заключается в том, что при использовании головы + туловища + талии диапазон движений и устойчивость значительно улучшились.

Ambidex также обновила свои тактильные устройства и теперь может выполнять более сложные задачи, например помогать своим «коллегам» умываться:

Я также хороший помощник на кухне. Я почистю сладкий картофель, чтобы ты его съел:

Если вам нечего делать, давайте развлечемся и поиграем в настольный теннис:

▍Тросовый привод + новый минималистичный дизайн

В руке AMBIDEX используется механизм с тросовым приводом, который размещает все сверхмощные приводы на плечах и частях тела, что снижает вес руки. Одна роботизированная рука весит всего 2,6 килограмма, что легче руки взрослого мужчины.

Более легкая рука представляет собой безопасность и гибкость, позволяя ей безопасно взаимодействовать с людьми, например, обниматься и пожимать руки:

Несмотря на свой небольшой вес, AMBIDEX выдерживает вес до 3 кг и может двигаться с максимальной скоростью 5 м/с.

Как и человеческая рука, рука Ambidex также имеет 7 степеней свободы суставов. Чиновники утверждают, что его инновационный механизм может одновременно увеличить силу и силу каждого сустава, обеспечивая тот же уровень контроля, производительности и точности, что и у промышленных роботов!

После добавления новых дизайнов головы, туловища и талии Ambidex выглядит круче. Однако в NAVER LABS заявили, что не хотят жертвовать эффективностью исследований ради внешнего имиджа, поэтому приняли во внешнем виде «минималистический стиль». В конструкции используются черные области, чтобы скрыть датчики и компоненты, закрепленные болтами, что снижает визуальную сложность.

При этом, учитывая перемещение робота и удобство сборки, NAVER LABS минимизировали конфигурацию крышки и сосредоточились на деталях линии разъема, чтобы крышку можно было отделить, сохранив проводку, но при этом переосмыслив ее как элемент дизайна. , во время показа. Сохраняя базовую структуру, он максимизирует общий визуальный баланс и единство.

NAVER LABS еще не объявила о каких-либо технических особенностях «Гуманоида Амбидекса», но движения кажутся более плавными и гибкими.

▍Изучайте «физический интеллект» человека.

Посмотрите внимательно, когда Амбидекс выполняет различные задания, за его спиной стоит сотрудник, который скрывает свою славу и достижения:

Кажется, что сотрудники контролируют Амбидекс, но на самом деле Амбидекс изучает человеческий «физический интеллект». В отличие от большинства роботизированных манипуляторов, которые перемещаются на основе предварительно введенной информации о местоположении, Ambidex предназначен для «взаимодействия человека и компьютера» и должен обеспечивать абсолютную безопасность при выполнении неструктурированных повседневных задач.

Так что же такое физический интеллект человека? В NAVER LABS заявили: Помимо сознательной деятельности, когда люди взаимодействуют с внешней средой, существует множество вещей, которые бессознательны. Например: размазывая варенье, люди не учитывают каждое движение пальцев или малейшую силу, действующую на запястье и пальцы. Знания и интеллект, основанные на этом физическом опыте, называются «физическим интеллектом».

Чтобы придать роботам «физический интеллект», NAVER LABS разработала тактильное устройство. В отличие от обычных устройств управления, тактильное устройство Ambidex предоставляет данные о положении и силе в двустороннем порядке. Это не только позволяет пользователю отправлять команды роботу для изменения его положения, но также позволяет пользователю чувствовать силы, которые испытывает робот. Люди управляют роботами с помощью тактильных устройств для выполнения задач, и в то же время роботы косвенно приобретают человеческий физический интеллект.

▍Модернизация тактильного оборудования: от чистки сладкого картофеля до игры в настольный теннис

Давайте посмотрим, как Ambidex использует тактильные устройства для чистки сладкого картофеля:

Хотя это кажется простым, все действие выполняется за счет силового управления роботом и двусторонней передачи силы тактильного устройства. Если какой-либо из них не работает должным образом, между ножом и картофелем возникает чрезмерное трение, что может привести к повреждению ингредиента, инструмента или самого робота.

В «Чистке сладкого картофеля» показано только тактильное устройство Ambidex первого поколения, которое впоследствии было модернизировано NAVER LABS. Haptic Device 2.0 имеет большее пространство для движения, а также значительно улучшена производительность задач для сложных и детальных движений, в том числе: скорость, с которой робот реагирует на движения оператора, и эффективность, с которой пользователи чувствуют силы, ощущаемые роботом. .

Модернизированное тактильное устройство может выполнять сложные задачи, требующие быстрых движений, например, игру в настольный теннис, где ракетку необходимо быстро расположить в правильном положении, чтобы она совпала с летящим мячом.

В момент удара (при ударе по мячу) он должен двигаться с достаточной скоростью и в правильном направлении. Если бы инерция тактильного устройства была немного больше или если бы существовала задержка в передаче величины и направления силы от движения человека к роботу, демонстрация пинг-понга не была бы успешной.

Хотя Ambidex еще не добился автономного выполнения задач, возможно, этот день не за горами, ведь цель NAVER LABS — использовать двусторонние тактильные устройства в качестве эффективного инструмента для сбора качественных обучающих данных для повышения уровня интеллекта Ambidex. и в конечном итоге добиться автономного выполнения. Задача.

▍Заключение

Технологическая дорожная карта NAVER LABS для Ambidex очевидна. Сбор высококачественных данных о взаимодействии человека и компьютера с помощью двусторонних тактильных устройств для обучения интеллектуальной модели робота. Эту идею «совместного обучения человека и машины» можно назвать важной технологической инновацией.

С точки зрения технической реализации качество и полнота данных, собираемых двусторонними тактильными устройствами, напрямую повлияют на производительность интеллектуальных алгоритмов роботов. NAVER LABS необходимо дополнительно оптимизировать конструкцию оборудования, выбор датчиков, обработку сигналов и другие аспекты, чтобы обеспечить точность, актуальность и разнообразие данных. В то же время ключевой задачей также является создание эффективной системы машинного обучения для извлечения общих моделей поведения и стратегий принятия решений из огромных и сложных интерактивных данных. Это требует систематических исследований в области глубокого обучения, обучения с подкреплением, трансферного обучения и других областей.

Кроме того, улучшение интеллекта на основе данных тесно связано с электромеханической системой управления робота. Если компания Ambidex хочет наконец добиться автономной работы, ей необходимо совершить новые прорывы в планировании движения, управлении силой и ловкости операций. Например, как добиться точного захвата и действия на основе визуальной и тактильной обратной связи? Как сохранить баланс и устойчивость в динамичной среде? Это технические трудности, которые необходимо срочно преодолевать.

В целом, технический план, разработанный NAVER LABS для Ambidex, практичен и осуществим, а его идея развития «люди, управляющие машинами и управляемые данными», представляет собой передовое направление исследований в области робототехники. В настоящее время Ambidex все еще находится на стадии накопления технологий и итеративной оптимизации. Чтобы по-настоящему превратиться в полностью автономную интеллектуальную систему, ей необходимо продолжать прилагать усилия на нескольких уровнях, таких как восприятие, познание, принятие решений и контроль.

робот-гуманоид;

ИИ-робот;

Робот-сервис AI.