Роботы и сочленения

Робот UMass Mobile Manipulator (сокращённо UMan) с помощью своей механической руки трогает предметы, лежащие на плоскости, и пытается узнать, как они устроены.

Роботы сейчас, на первый взгляд, умеют делать всё что угодно. И детали обтачивают, и пиво подносят, и инвалидам помогают. Но мало кто задумывается о том, что сами умные машины, по настоящему, в большинстве своём не такие уж и умные. Поднять предмет - легко, совершить с ним какие-нибудь манипуляции - тоже. Только машина уже заранее должна знать, что он собой представляет.

Именно решением этой проблемы и решили заняться учёные из Университета штата Массачусетс в Амхерсте (США). Их робот UMass Mobile Manipulator (сокращённо UMan) с помощью своей механической руки трогает предметы, лежащие на плоскости и пытается узнать, каким образом они устроены. По словам автора изобретения, выпускника университета Дова Каца, который работал над роботом совместно с профессором Оливером Броком, поведение машины можно сравнить с поведением маленького ребёнка, который крутит вещи в руках, чтобы понять, что с ними можно сделать.

Другой учёный, Эндрю Нь из Стэнфордского университета, говорит, что основной задачей робототехники является создание робота, который смог бы действовать по наитию, не имея в памяти заданной формы объекта. Он считает, что работа массачусетских исследователей является существенным шагом в этом направлении.

Ранее для того, чтобы робот смог использовать ножницы, программистам приходилось писать ПО, описывающее ножницы и то, каким образом оба лезвия инструмента взаимодействуют друг с другом. Кац и Брок предлагают абсолютно другой подход, согласно которому машина сама выясняет, каким образом два лезвия соединены.

"Глазами" роботу UMan служит самая обычная вебкамера, которая смотрит вниз на рабочую поверхность. Затем, устройство пытается подвинуть объект и, основываясь на том, как он двигается, делает заключение о его форме, а потом и о том, как он устроен. Ту точку, в которой движение не происходит, робот считает сочленением.

По словам Каца, он вдохновлялся работами Пола Фитцпатрика, исследователя из лаборатории LIRA в Университете Генуи (Италия). Робот Фитцпатрика использовал похожую методику, чтобы отличить предмет от визуального окружения. Сам же итальянский исследователь особенно делает упор на то, что по сравнению с его роботом машина американских учёных, совершая примерно те же действия, черпает из них намного большие объёмы информации.

Пока что UMan не может подбирать объекты. Всё, что ему остаётся - это только трогать их своей роботизированной рукой, длина которой составляет один метр. Манипулятор оборудован тремя "пальцами" и обладает семью степенями свободы. На данный момент аппарат уже неплохо разобрался в том, как работают ножницы, секатор, а также кое-какие деревянные игрушки.

Исследователи надеются, что вскоре UMan будет способен использовать полученные знания для понимания, каким образом обращаться с новыми устройствами. Кац говорит, что когда робот увидит степлер, он поймёт, что этот предмет напоминает ножницы.

Новый алгоритм, разрабатываемый учёными, уже позволяет распознать сочленения, толкая предмет только в одном направлении, в то время как сейчас ему нужно толкнуть объект в шести направлениях. Кац считает, что в будущем алгоритм будет понимать устройство вещей исключительно по их визуальному представлению, используя полученные ранее данные.