[ad_1]
Более десяти лет назад Тед Адельсон задался целью создать тактильные датчики для роботов, которые давали бы им чувство осязания. Результат? Портативная система визуализации, достаточно мощная, чтобы визуализировать выпуклый шрифт на долларовой банкноте. Технология была включена в GelSight, чтобы удовлетворить потребности отрасли в недорогих изображениях с высоким разрешением.
Эксперт как в человеческом, так и в машинном зрении, Адельсон был рад создать что-то полезное. Но он никогда не упускал из виду свою первоначальную мечту: наделить роботов осязанием. В новом проекте Science Hub с Amazon он вернулся к делу. Он планирует создать систему GelSight с дополнительными возможностями измерения температуры и вибрации. Профессор кафедры мозга и когнитивных наук Массачусетского технологического института, Адельсон недавно рассказал о своей работе.
Вопрос: Почему человеческую руку так сложно воссоздать в роботе?
А: Человеческий палец имеет мягкую чувствительную кожу, которая деформируется при прикосновении к предметам. Вопрос в том, как получить точное ощущение, когда сама чувствительная поверхность постоянно движется и изменяется во время манипуляций.
Вопрос: Вы эксперт по человеческому и компьютерному зрению. Как прикосновение привлекло ваш интерес?
А: Когда мои дочери были младенцами, я был поражен тем, как умело они использовали свои пальцы и руки, чтобы исследовать мир. Я хотел понять, как они собирали информацию через осязание. Будучи исследователем зрения, я, естественно, искал способ сделать это с помощью камер.
Вопрос: Как работает палец робота GelSight? Каковы его ограничения?
А: Камера фиксирует изображение кожи изнутри, а система компьютерного зрения рассчитывает трехмерную деформацию кожи. Пальцы GelSight обеспечивают превосходную тактильную остроту, намного превышающую тактильную остроту человеческих пальцев. Однако потребность во внутренней оптической системе ограничивает размеры и формы, которых мы можем достичь сегодня.
Вопрос: Как вам пришла в голову идея наделить палец робота осязанием, фактически дав ему зрение?
А: Камера может рассказать вам о геометрии поверхности, которую она просматривает. Поместив крошечную камеру внутрь пальца, мы можем измерить, как геометрия кожи меняется от точки к точке. Это говорит нам о тактильных свойствах, таких как сила, форма и текстура.
Вопрос: Как повлияла ваша предыдущая работа с камерами?
А: Мои предыдущие исследования внешнего вида отражающих материалов помогли мне разработать оптические свойства кожи. Мы создаем очень тонкую матовую мембрану и освещаем ее скользящим освещением, чтобы были видны все детали.
Вопрос: Знаете ли вы, что существует рынок для измерения 3D-поверхностей?
А: Нет. Около десяти лет назад мой постдок Кимо Джонсон разместил на YouTube видео, демонстрирующее возможности GelSight. Видео стало вирусным, и мы получили множество писем с предложениями интересных приложений. С тех пор люди использовали эту технологию для измерения микротекстуры акульей кожи, утрамбованного снега и отшлифованных поверхностей. ФБР использует его в криминалистике для сравнения стреляных гильз.
Вопрос: Каково основное приложение GelSight?
А: Промышленная инспекция. Например, инспектор может приложить датчик GelSight к царапине или выпуклости на фюзеляже самолета, чтобы измерить ее точный размер и форму в 3D. Это приложение может показаться совершенно отличным от первоначального вдохновения детских пальчиков, но оно показывает, что тактильное восприятие может иметь множество применений. Что касается робототехники, тактильное восприятие в настоящее время в основном является предметом исследований, но мы ожидаем, что оно будет все более полезным в промышленных роботах.
Вопрос: Теперь вы строите способ измерения температуры и вибраций. Как это сделать с камерой? Как еще вы попытаетесь подражать человеческому прикосновению?
А: Вы можете преобразовать температуру в визуальный сигнал, который может считывать камера, используя жидкие кристаллы, молекулы, которые заставляют кольца настроения и лобные термометры менять цвет. Для вибрации будем использовать микрофоны. Мы также хотим расширить диапазон форм, которые может иметь палец. Наконец, нам нужно понять, как использовать информацию, поступающую от пальца, для улучшения робототехники.
Вопрос: Почему мы чувствительны к температуре и вибрациям и почему это полезно для робототехники?
А: Определение свойств материала является важным аспектом осязания. Измерение температуры помогает определить, металл это или дерево, мокрое оно или сухое. Вибрации могут помочь вам отличить слегка текстурированную поверхность, например, нелакированное дерево, от идеально гладкой поверхности, например, дерева с глянцевой поверхностью.
Вопрос: Что дальше?
А: Создание тактильного датчика — первый шаг. Далее следует интеграция его в полезный палец и руку. Затем вам нужно заставить робота использовать руку для выполнения реальных задач.
Вопрос: Эволюция дала нам пять пальцев и две руки. Будет ли у роботов то же самое?
А: У разных роботов будут разные руки, оптимизированные для разных ситуаций. Большие руки, маленькие руки, руки с тремя или шестью пальцами, и руки, которые мы сегодня даже не можем себе представить. Наша цель — предоставить сенсорные возможности, чтобы робот мог умело взаимодействовать с миром.
[ad_2]
Source