机器人技术的突破
而无人机和无人驾驶汽车占据了头条,另一个breakthrough-robot灵活性可能会产生更大的影响在两个商业和日常生活。
“机器人操纵下鞋是下降,”罗伯特·普拉特说,计算机科学教授和负责人援助之手东北大学机器人实验室。“想象一下,一个机器人,可以用它来做事情的手在现实world-anything拆除炸弹做你的衣服。这是一个梦想的科研界数十年,但现在我们终于,它实际上可能发生。”
最新进展在机器学习、大数据和机器人感知有把我们的阈值量子跳跃机器人的能力执行动作任务和功能在不受控制的环境中,普拉特说。
机器人之间的区别,可以做重复性的任务在一个高度结构化的工厂环境和一个新时代的人形机器人,可以做在现实世界中有意义的工作。
为什么精细运动技能落后吗
有一个讽刺机器人和人工智能领域的称为Moravek悖论:什么是很难对人类机器人相对简单,简单的机器人对人类来说几乎是不可能的。
我们可以计划一个机器人与计算技巧打败国际象棋冠军,但难以给它两岁的灵巧。识别并抓住铅笔在随机堆办公用品对机器人来说几乎是不可能的,打开门,走进房间,在最近的国际机器人竞争会看起来像一个场景闹剧。
因为人类已经进化他们的视觉、感觉和运动技能数百万年来,这些复杂的技能是如此根深蒂固的人类电路,我们无意识地执行它们。相比之下,高层的努力如数学、科学、和股票分析相对近期的人类事业他们工程师更容易复制。
准备一个突破
尽管巨大的挑战,普拉特说自主机器人将取得巨大的进步在他们操作不熟悉的物体的能力。
例如,普拉特和他的团队帮助实验室已经训练一个机器人,抓住,把不熟悉的对象从一堆杂乱的准确率为93%。实现这一目标所需的重大进展在机器学习、感知和控制。
研究人员使用了一种叫做强化学习的机器人学习通过试验和错误。他们创造了一个虚拟世界的机器人可以实践在虚拟现实和操作对象。当机器人做了人员wanted-grabbed对象从堆得有奖励。这种技术可以让机器人来掌握技能在虚拟环境中,然后将它们应用到现实世界中。
深度知觉中的一个主要的进步也是必不可少的机器人在一个不受控制的环境中工作。以前,他们只能看到世界的平场看似随机的颜色。但有了这个新的三维感知,他们可以识别单个对象在一个拥挤的领域。
而视觉引导广泛的运动是一个很好的工具,精细运动技能需要的触觉。
“想想戴着手套你能做什么,”普拉特说。“你可以打开车库门,抓一把铲子,和清晰的车道上。但是如果你需要先打开车库,你需要你的手套插入钥匙。”
作为NASA资助的一部分,普拉特的实验室最近建立了一个机械手配备触觉传感器和开发新算法对于演绎触觉数据。
“为了将钥匙插入锁,机器人需要确切地知道它是如何的关键,精确到毫米,”普拉特说。“我们的算法可以非常准确地定位这些吃的对象。”
普拉特的实验室演示了这些新功能,抓住一个USB连接器插入到一个港口。虽然这听起来不像一个大交易,这是一个关键的一步创建机器人可以做精确的操作任务,比如改变手机的电池。
未来是什么?
与任何羽翼未丰的advancement-radar、电话、网络实际应用的机器人灵巧很难预测。但这里有几个:
家
普拉特的援助之手与马萨诸塞州洛厄尔大学的实验室合作和分成两叉的山康复机构在新汉普郡排建筑电动轮椅的机械臂可以掌握项目在房子周围或执行简单的家务。这可以使老年人或残疾人继续独立生活在他们的房子里。
普拉特也有兴趣调整为日常使用这项技术。“我们听到了很多关于Alexa-style助手,可以通过上网回答问题。但这些助理不能做任何物理,”普拉特说。“我们希望为这些设备配备一个机器人身体所以你可以说,“Alexa,拿报纸,”或Alexa,清理吉米的房间。”
在户外
工程学教授Hanumant辛格与普拉特合作正在建造一个高尔夫车大小的移动机器人配备了一个机械手臂,可以开着东北的校园自主和执行简单的操作任务像倒垃圾。
军事
相似类型的机器人可以承担类似的职责领域的激烈冲突和被用于消除煤矿等危险作业。例如,普拉特格兰特和他的研究小组最近完成了一项从海军研究办公室开发基本操作技术,将在海军舰艇上使用。
危险废物
工程学教授Taskin Padir和他的团队从美国能源部获得一笔赠款,用于适应美国宇航局的瓦尔基里机器人对危险废物处置。有十多个网站分散在美国,放射性废物葬在隧道在冷战期间。自主机器人定位,把握,并将这种浪费在安全容器,他们将需要精细运动技能和能力在陌生的环境中运作。
医学
由国家科学基金会的资助,工程学教授彼得·惠特尼正在与斯坦福大学研究人员创建mri引导下的机器人能够进行手术。
太空探索
普拉特与美国国家航空航天局的研究人员正在开发机器人操纵的能力来处理软对象未来的美国国家航空航天局的太空任务。
“机器人工作完美地在实验室中迅速分解时放置在不熟悉的情况下,”普拉特说。“我们的目标是开发底层算法,允许他们在现实世界中更可靠。最终,这将从根本上改变我们的思考方式的机器人,让他们成为与人类合作伙伴而不是机器,在遥远的工厂工作。”