O nouă eră în robotică: iată brațul blând al robotului de la Toyota

Fără exagerare, inovația dezvăluită de Toyota Research Institute (TRI), Institutul Toyota pentru Tehnologii Avansate, a deschis o nouă eră în dezvoltarea roboților asistați de om. Noul braț robotizat al Toyota este moale ca un deget uman și poate recunoaște forma obiectelor în același mod. Adevărat, nu în modul obișnuit.

Roboți de ajutor: pot face multe

Toyota lucrează de mulți ani pentru a dezvolta roboți care să poată îngriji în mod eficient și fiabil persoanele care au nevoie de asistență din cauza sănătății sau vârstei lor. Un element important al acestui lucru este acela că roboții ar trebui să poată înțelege, ridica, transfera și prelua în siguranță obiecte. În zilele noastre, acest lucru a fost realizat parțial. Toyota a fost amânată la Jocurile Olimpice de la Tokyo din cauza epidemiei de coronavirus deja planificat să-l aplice brusc un robot umanoid T-HR3 capabil de interacțiune personală. Sau un robot Human Support (HSR) cu un mâner precis manevrabil conceput pentru a servi vizitatorii cu mobilitate redusă. Acesta din urmă folosește camere pentru a identifica dimensiunea și poziția țintei, dar nu are senzația tactilă care ar fi esențială nu numai pentru a îndeplini sarcini, ci și pentru a lucra în siguranță cu persoanele încredințate îngrijirii dumneavoastră. De exemplu, să le puteți da un pahar de băutură la fel de natural ca și cum ar fi luat-o de la un om.

Noul braț robotizat al Toyota se adaptează ușor la obiecte

O soluție inovatoare la problema de mai sus este oferită de o nouă dezvoltare de la Toyota Research Institute, în care o suprafață flexibilă înlocuiește suprafața tradițional dură a dispozitivelor de prindere. Liderul și ideea proiectului Alex Alspach a introdus o „bule de latex” pe „vârful degetelor” robotului, care este suficient de strânsă pentru a apuca obiecte în siguranță. Dar este suficient de moale pentru a găzdui aceste obiecte. Prietenii Soft Bubble Gripper Structura brațului robotului, numită un dispozitiv de prindere cu bule moi, este capabilă să le recunoască în acest fel: în locul terminațiilor nervoase, o cameră cu infraroșu (adică funcționează în întuneric complet) din interiorul vezicii urinare monitorizează deformarea suprafeței din latex, sugerând forma duritatea obiectului. Pentru a face acest lucru, inginerii au aplicat o matrice de punct dens pe suprafața interioară a bulei de latex. Camera deduce procesele fizice care au loc pe suprafața exterioară a vezicii urinare din schimbarea poziției relative a punctelor și alungirea secțiunilor goale dintre ele.

Roboți în treburile casnice

Potrivit personalului proiectului, sistemul este capabil să identifice obiectul în aproximativ o secundă. Nu este mult mai lent decât să bâjbâi ceva în întuneric sau în adâncurile unei pungi și să ne dăm seama ce avem în mână pe baza atingerii. Deoarece latexul nu este doar flexibil, ci și adeziv inerent, robotul trebuie să-l prindă cu o forță relativ mică, permițând o altă funcție.

Brațul robotic nu gândește, ci acționează

„Senzorul tactil optic” poate detecta nu numai forțe statice, ci și dinamice. Adică înregistrează mișcarea obiectului. Din direcția de mișcare, se poate deduce că corpul a alunecat din degete și va cădea (caz în care robotul își poate ciupi degetele). Sau este doar scos din mâinile robotului de către persoana servită și, așadar, nu numai că este gratuit, dar trebuie să-l eliberezi.

Desigur, orice situație între cele două extreme este concepută. Publicat de Toyota Research Institute în videoclip de exemplu, robotul atinge un obstacol și îl folosește pentru a roti ușor obiectul ținut între brațele de prindere. Această serie de acțiuni, pe care noi oamenii le putem face fără să gândim, presupune de fapt o cooperare extrem de complexă a sistemelor de detectare și mișcare.

Într-un alt exemplu, el stochează pahare de vin goale cu încredere și rapid. Este dificil pentru o persoană să îndeplinească o sarcină știind că lucrăm cu instrumente fragile. Cu toate acestea, nu contează pentru brațul robot ce obiecte se mișcă. Depinde de programarea dvs. cât de subtil sau aproximativ le gestionați. Al treilea test ar fi fost extrem de dificil pentru un robot tradițional controlat de cameră. Dintre obiectele similare aruncate înapoi în chiuvetă, este aproape imposibil să se determine dintr-o privire care ar trebui aruncate în coșul selectiv (sticla PET) și care ar trebui să fie plasate în mașina de spălat vase (cani), dar obiectul poate fi identificat rapid prin atingere.

Este ca și cum ai fi un copil înfometat de cunoștințe

Ei își testează în mod deliberat robotul la Toyota cu sarcini atât de banale și simple, deoarece este conceput tocmai pentru a depăși provocările cotidiene. Bineînțeles, toate acestea nu ar valora nimic dacă și-ar fi implementat robotul din materiale și tehnologii scumpe. Dar o mare parte din brațul robotului a fost construit folosind sistemele existente (de exemplu, camerele foto). Ceea ce îl face special este software-ul de control. Abia în timpul proiectului, dezvoltatorii au realizat că soluția lor nu numai că a facilitat funcționarea, ci și învățarea. Un robot bazat pe cameră, care „vede”, trebuie învățat pe larg să recunoască un obiect dat din orice unghi. Robotul „tactil”, pe de altă parte, trebuie pur și simplu să dea o grămadă de obiect dat și să-l lase să se joace cu el: apuca, ridică, roti, pune jos, lasă-l în mod repetat. Exact felul în care copiii își cunosc mediul.

Fotografii și videoclipuri: Toyota Research Institute