Технології
Технології

Робот з двома пальцями зміг вхопити монетку зі столу та зібрати гайки

Вчені змогли навчити робота маніпулювати крихітними предметами та збирати їх зі столу всього двома пальцями. Він вміє перевертати, підтримувати та припіднімати монетки, гвинтики та навіть листочки паперу вагою менше грама та товщиною у пів міліметра. Стаття доступна на сервісі препринтів arXiv.org та прийнята до публікації у IEEE Robotics and Automation Letters.

HMILab (Kanazawa University, Japan) / YouTube

HMILab (Kanazawa University, Japan) / YouTube

У чому проблема підняти монетку?

Певне, хоч раз у житті ви стикалися з тим, щоб підняти якийсь маленький і плаский предмет, як-то клаптик паперу або кредитку зі столу або підлоги. І це дійсно непроста задача, адже необхідно якимсь чином підхопити предмет та бажано не пошкодити. Так і для роботів це завдання досить нетривіальне, бо малі розміри зменшують область контакту із маніпулятором і тим самим ускладнюють йому роботу. Щоб роботи змогли збирати на заводі, наприклад, телефони, деталі яких становлять від кількох міліметрів, їм варто навчитися обережно і з першого разу братися за гвинтики чи провідки та маніпулювати ними.

Наприклад, для звичайного паралельного захоплення, коли роботи хапають предмети з двох боків, існує межа товщини об'єктів. І можна було б утримувати їх, як це роблять люди, нігтями. Однак, через невелику вагу робот може не втримати предмет і він вилетить ще під час хапання - у робота із висувними нігтями предмети товщиною до 0,2 міліметра лишалися у руках лише у 60 відсотках випадків. Можна спробувати засмоктувати такі предмети, але поверхні цих предметів повинні бути плоскими і не мати отворів.

Що пропонують роботу вчені?

Новий метод захоплення дрібних предметів реалізується з допомогою двопалого маніпулятора, який має два режими. Він може братися за предмет паралельно з обох боків, але може і розвертати пальці, щоб припіднімати його або притримувати. Експерименти показали, що робот може захоплювати кілька типів предметів зі столу, товщиною від половини міліметра і вагою від 0,007 грама. Далі інженери планують перевірити, чи зможе робот складати ці предмети для конструювання невеликих пристроїв.

Що він зміг взяти?

Щоб довести універсальність захоплення, було вибрано шість елементів різної твердості, розмірів і форм. Робота вчені тестували на пальчиковій батарейці, кабелях, гумових подушечках, скріпках, монетках, гвинтиках та інших конструкційних деталях. Ці предмети зазвичай важко утримувати і людськими руками - той же кабель не вхопити однією рукою чи не використовуючи край столу. Завдання тут полягає в тому, щоб брати ці предмети з плоскої поверхні в єдиному положенні і оскільки робот справився з усіма, очікується, що він зможе обробляти широкий спектр предметів з аналогічними розмірами. В режимі паралельного захоплення він зміг вхопити монету товщиною 1,3 міліметра; проте вже не міг взяти пружинну шайбу тієї ж товщини - імовірно через те, що поверхня пружинної шайби була гладкою, а поверхня монети нерівною. Цю товщину інженери визначили як граничну. Однак, у режимі з повертанням пальці робот взявся і за тонші, причому схоплені ним пластиковий пакет, кільце ущільнювача і вініловий лист вказують на те, що режим перевертання можна використовувати для захоплення предметів, що деформуються. Хоча точність розміщення предметів не була головною метою, робот може помістити предмет у вихідне положення в обох режимах захоплення. Також з'ясувалося, що маніпулятор є досить міцним, бо пальці не ламалися навіть при додаванні зовнішньої сили, яка перевищує 30 ньютонів. Результати також показують, що робот може працювати на поверхнях з канавками або отворами - він залишається функціональним доти, поки обидва пальці не застряють в канавці або отворі під час захоплення. Слідкувати за тим, як робот справлятиметься самостійно із завданнями можна буде за допомогою цифрових вагів на столі, чи камери.

Також раніше ми писали про робота, який навчився утримувати предмет на таці, нове навчальне середовище, яке допоможе маніпуляторам ліпити з пластиліну і їсти паличками.