Изобретение описано в опубликованной сегодня IEEE статье по робототехнике.«Все чаще присутствующие в нашей повседневной жизни и используемые для выполнения различных задач, роботы смогут ловить сложные объекты или уклоняться от них в полном движении, — сказал Од Бильярд, глава LASA. Нам нужны не только машины, способные реагировать на месте. , но также для прогнозирования динамики движущегося объекта и создания движения в противоположном направлении ".У этой роботизированной руки уже есть вполне реальное потенциальное применение в космосе.
Он был связан с проектом CleanmE, осуществляемым Швейцарским космическим центром в EPFL, который направлен на разработку технологий для сбора и удаления космического мусора, вращающегося вокруг Земли. Установленная на спутнике рука должна будет улавливать летающие обломки, динамика которых известна лишь частично. Следовательно, робот не сможет точно определить такую динамику, пока не будет в космосе, наблюдая за движением приближающихся объектов.Имитация
Возможность ловить летающие предметы требует интеграции нескольких параметров и реакции на непредвиденные события в рекордно короткие сроки. «Сегодняшние машины часто предварительно запрограммированы и не могут быстро ассимилировать изменения данных, — добавил Од Биллард. Следовательно, их единственный выбор — пересчитать траектории, что требует от них слишком много времени в ситуациях, в которых каждая доля секунды может быть решающей. "Чтобы получить желаемую скорость и адаптивность, исследователей LASA вдохновил способ обучения самих людей: имитация, метод проб и ошибок.
Этот метод, называемый демонстрационным программированием, не дает роботу конкретных указаний. Вместо этого он показывает примеры возможных траекторий к нему. Он заключается в том, чтобы вручную направить руку к намеченной цели и повторить это упражнение несколько раз.Исследование проводилось с мячом, пустой бутылкой, наполовину полной бутылкой, молотком и теннисной ракеткой.
Эти пять общих объектов были выбраны потому, что они предлагают широкий диапазон ситуаций, в которых часть объекта, которую робот должен поймать (например, ручка ракетки), не соответствует его центру тяжести. Ящик с бутылкой даже создает дополнительную проблему, поскольку ее центр тяжести несколько раз перемещается по траектории.
При проецировании в воздух все эти предметы будут совершать еще более сложные движения, часто с участием нескольких осей. В результате, когда движущиеся объекты подчиняются способностям робота, результаты получаются весьма интересными.На первом этапе обучения объекты несколько раз бросают в направлении робота. Через серию камер, расположенных вокруг него, робот создает модель кинетики объектов на основе их траекторий, скоростей и вращательного движения.
Ученые переводят это в уравнение, которое затем позволяет роботу очень быстро позиционировать себя в правильном направлении всякий раз, когда бросается объект. В течение нескольких миллисекунд подхода машина уточняет и корректирует траекторию для захвата в реальном времени с высокой точностью.
Эта эффективность дополнительно повышена за счет разработки контроллеров, которые объединяют и синхронизируют движения руки и пальцев.Видео: http://www.youtube.com/watch?v=M413lLWvrbI