Robótica

Equipe obtém robôs para raciocinar se eles podem levantar uma caixa com segurança ou não

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O futuro parece brilhante para robôs humanóides, há uma infinidade de projetos em andamento para levá-los a ajudar os humanos em diferentes tarefas. Muitos desses projetos se concentram em fazer com que robôs pegem e carreguem objetos para nós.

Existem muitos robôs por aí que podem pegar e transportar objetos leves de diferentes formas e tamanhos. Mas fazê-los transportar objetos mais pesados ​​se revelou um grande desafio. Existe a possibilidade do robô cair ou danificar o objeto, ou mesmo machucar suas costas.

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Ok, podemos ter feito a última parte, mas para resolver a outra questão, uma equipe de pesquisadores da Universidade Johns Hopkins e da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) criou um processo executado em três etapas para ajudar os robôs a determinar se eles serão capazes de levantar um determinado objeto ou não.

Yuanfeng Han, da equipe, disse ao TechXplore "Estamos particularmente interessados ​​em como um robô humanóide pode raciocinar sobre a viabilidade de levantar uma caixa com parâmetros físicos desconhecidos, "e acrescentou:" Para realizar uma tarefa tão complexa, o robô geralmente precisa primeiro identificar os parâmetros físicos da caixa e, em seguida, gerar uma trajetória de movimento de corpo inteiro que seja segura e estável para levantar a caixa. "

Limitações computacionais

Mas, um problema potencial é com as limitações computacionais. Gerar trajetórias de movimento para calcular um caminho para a ação de içamento costuma ser "desgastante mentalmente" para o robô. Freqüentemente, robôs humanóides têm uma grande amplitude de movimento (ROM) e precisam restringir sua ROM para levantar coisas.

É por isso que os robôs são frequentemente incapazes de completar seu movimento se a caixa for muito pesada para eles ou Centro de gravidade está em um lugar inesperado.

Han explica "Pense em nós, humanos, quando tentamos raciocinar sobre se podemos levantar um objeto pesado, como um haltere, primeiro interagimos com o halter para obter uma certa sensação do objeto. Em seguida, com base em nossa experiência anterior , meio que sabemos se é muito pesado para levantarmos ou não. "

"Da mesma forma, nosso método começa construindo uma tabela de trajetória, que salva diferentes movimentos de levantamento válidos para o robô, correspondendo a uma gama de parâmetros físicos da caixa usando simulações. Em seguida, o robô considera esta tabela como o conhecimento de sua experiência anterior."

A técnica é desenvolvida por Han e seu colega Ruixin Li e é supervisionada pelo professor do departamento de engenharia mecânica Gregory Chirikjian. Os robôs primeiro interagem com a caixa brevemente para sentir seus parâmetros de inércia, então, o robô verifica a tabela de trajetória fornecida a ele e determina se ele pode executar o levantamento da caixa com sucesso.

Se encontrar uma trajetória válida, considera viável levantar a caixa e vai em frente. Caso contrário, o robô simplesmente recusa a tarefa. Ou, como explica Han: "Essencialmente, a tabela de trajetória que nosso método constrói offline salva as trajetórias válidas de movimento de levantamento de corpo inteiro de acordo com a faixa de parâmetros de inércia de uma caixa. Subseqüentemente, desenvolvemos um algoritmo baseado em interação física que ajuda o robô a interagir com a caixa com segurança e estime os parâmetros de inércia da caixa. "

Desta forma, os robôs também economizar poder computacional já que não precisam computar seus movimentos antes de tentar levantar algo que não conseguem. O artigo foi pré-publicado no ArXiv.


Assista o vídeo: Webconferência sobre o livro , com a profa. Dra. Luciana Allan (Agosto 2022).