MIT научит роботов быстро манипулировать объектами

Если вы сидите за столом и у вас есть ручка или карандаш, попробуйте взяться за один конец ручки большим и указательным пальцами, а другой конец - прижмите к столу. Проведите пальцами вниз по ручке, а затем переверните ее вверх дном, не давая ей упасть. Не так уж и сложно, да?

Но для робота, например, того, который сортирует объекты, это очень сложная вычислительная задача. Прежде чем начать ее выполнение, он должен учесть множество характеристик объектов, таких как их геометрия, учесть трение, то, как различные комбинации этих свойств механически взаимодействуют между собой и т.д.

Группа исследователей из MIT разработала новый способ, позволяющий ускорить планирование захвата объекта роботом и сократить общее время на проведение операции до менее чем одной секунды.

Идея метода заключается в прижимании объекта к неподвижной поверхности и построении так называемого «конуса движений», которые по существу являются визуальными, конусообразными картами, внутренняя часть которых содержит допустимые движения, позволяющие роботу удерживать объект, а пространство снаружи конуса представляет собой движения, которые могут каким-то образом привести к тому, что предмет выскользнет из захвата робота. При этом построение таких карт является более простой задачей для расчета, чем вычисление движений робота с учетом физических законов.

Такой подход может быть применен при фасовке и сортировке, т.к. на заводах и складах для этих операций часто применяются роботы.

Исследователи протестировали новый алгоритм в физическом эксперименте. В нем робот-манипулятор подбирал со стола букву Т, которая оказывалась размещенной в захвате произвольным образом, прижимал ее к вертикальной стене, ориентировал букву вертикально и ставил на стол, чтобы закончить слово MIT.

Для каждой стартовой конфигурации алгоритм мгновенно генерировал карту всех возможных сил, которые может приложить робот, и положение блока, к которому это приведет. Исследователи обнаружили, что прогнозы алгоритма достоверно соответствуют физическому результату в лаборатории. Переориентация буквы в правильное положение происходила менее чем за секунду, в отличие от традиционных алгоритмов, в которых на планирование уходит более 500 секунд.