在海滩上丢了什么东西?麻省理工学院的一个“挖掘者手指”通过挖掘沙子和碎石来探测被埋的物体。

这种细长的、类似手指的装置配有触觉感应装置,将来可以安装在机械臂上,用于探测地下电缆甚至爆炸物。

MIT团队的研究将在下一届会议上发表国际实验机器人研讨会

为了检测沙子和粗粒大米中的各种3d打印物体,麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)的团队缩小了现有的触觉传感器GelSight,建于2017年。

最初的(体积更大)GelSight的特点是一种透明的凝胶,上面覆盖着一层反射膜,当物体压在它上面(请看上面视频中变形的例子).传感器后面有三种颜色的LED灯和一个摄像头。

光线通过凝胶照射到薄膜上,而相机则收集薄膜的反射模式。然后,计算机视觉算法提取出柔软手指接触物体的接触区域的3D形状。

为了减小戈尔士岛传感器的尺寸,以适应机器人挖掘机的手指,麻省理工学院团队开始采用新的设计:研究人员使结构更圆柱形,倾角倾斜。

然后,工程师用蓝色LED和彩色荧光涂料的组合取代了三分之二的LED灯。最终结果:具有约2平方厘米的触觉传感膜的指尖尺寸装置。

该团队使用机械振动来帮助“流化”水稻和沙子,这样挖掘机就可以在没有任何颗粒状物质堵塞机器的情况下挖掘。

“我们想看看机械振动是如何帮助挖掘得更深并通过堵塞的,”麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的博士后Radhen Patel说。.“我们在不同的工作电压下振动电动机,改变了振动的幅度和频率。”

根据发明人,捕获的沙子比米更难以清除,尽管谷物的小尺寸意味着挖掘机手指仍然可以感知目标物体的一般轮廓。

Patel说,操作人员必须根据“介质类型、颗粒大小和形状”的不同设置来调整Digger Finger的运动模式。

在下面的短Q&A中,Patel告诉金宝搏官网他的团队计划如何优化Digger Finger在各种媒体上的导航能力。

金宝搏官网:机器人手指可以有人类的触摸感吗?

Radhen帕特尔:人类的触觉是高度的。它由几种类型的感应方式组成,以不同的速度和分辨率运行。令人惊讶的是,只有一组用于给定的一组任务。我们在所有时间都不使用它们。因此,在特定任务中需要处理的处理时有很多分散注意力的信息。

机器人手指也通过他们的触摸感应感知无关信息 - 例如在达到杂乱的空间中放置物体时。关于寻找埋地物体,“分散注意力信息”自然地是粒状介质颗粒的感觉,指尖埋在物体中。

金宝搏官网:从技术的角度来看,“挖掘者手指”是如何从一块石头或一团米饭中“识别”目标物体的?

Radhen帕特尔:我们在图像数据中训练了深度学习模型(卷积神经网络)[从挖掘机手指内的相机的RGB图像],以识别或分类米饭和沙块中的目标物体。

金宝搏官网这个设计与以前的机器人搜救机器人有什么特别的不同?

Radhen帕特尔:挖掘机手指的基本组件包括相机,照明系统(LED和荧光涂料),镜子,从一侧透明的凝胶膜,另一个透明涂料,以及制成透明圆柱形楔形芯丙烯酸含有所有上述组件的丙烯酸。

我们把目前设计的“挖掘者手指”看作是现有搜救机器人的一个附加组件,它可以使它们的附件进入狭窄的空间,并以良好的分辨率感知接触。

金宝搏官网下一个是什么?你要用这个“挖掘者手指”做什么?

Radhen帕特尔:有很多工作仍然需要完成。在设计方面,我们希望使挖掘机手指对由挖掘过程产生的磨损更加稳健,特别是在凝胶膜上。我们还要设计一个带有多个挖掘手指作为触觉附属物的夹具,探索各种触觉勘探策略,以更好地识别和操纵埋藏的物体。

金宝搏官网当你想到“挖掘手指”的使用方式时,最让你兴奋的应用是什么?

Radhen帕特尔:我们发现杂乱空间中的识别和辨别触点作为最令人兴奋的应用。这包括解除武装爆炸物,这些炸药被埋在地下或拾取,并将物体放置在杂乱的空间,如杂货店。

参与这项研究的其他研究人员还包括CSAIL的博士生Branden Romero,哈佛大学的博士生Nancy Ouyang,以及CSAIL的视觉科学John and Dorothy Wilson教授和大脑与认知科学系的Edward Adelson。

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