Сегодня роботы, казалось бы, уже практически ничем не могут нас удивить. Инженеры "научили" их справляться с космическими миссиями, собирать кубик Рубика, проводить хирургические операции и даже печь фигурные блины. Но большинство из них по-прежнему не могут выполнять простейшие движения, например, взять карандаш и затем (подобно человеку) повернуть его так, чтобы им можно было что-то написать. Задачи, требующие ловких манипуляций, которые взрослые люди проделывают руками и пальцами без особых усилий, пока слишком сложны для машин.
Впрочем, как и в любом другом деле, научный прогресс не стоит на месте. Так, команда учёных из Университета Вашингтона сконструировала роботизированную руку, которая может не только выполнять тонкие манипуляции, но и извлекать уроки из собственного опыта, по сути, не нуждаясь в подсказках людей.
"Манипуляции руками — одна из самых сложных проблем, которую роботехники должны решить", — говорит ведущий автор исследования Викаш Кумар (Vikash Kumar) .
Созданная американскими инженерами конструкция обошлась им примерно в 300 тысяч долларов США и пока, к сожалению, является слишком дорогостоящей для коммерческого или промышленного использования. Однако исследователи могут тестировать на ней стратегии управления.
В качестве основы для новой роборуки была взята конструкция Shadow Hand, которая приводится в действие настраиваемой пневматической системой. Это даёт роботизированной руке возможность двигаться быстрее, чем рука человека.
"Как правило, люди наблюдают за движениями и пытаются определить, что именно должно произойти. Это почти то же самое, что делать анимационный фильм — картинка выглядит реалистично, но за ней стоит целая армия аниматоров, которая её создавала. Мы используем универсальный подход, который позволяет роботу учиться за счёт своих же собственных движений и не требует никакой настройки от нас", — говорит ведущий автор исследования Эмануэль Тодоров (Emanuel Todorov).
Машинные алгоритмы позволяют моделировать сложные движения роботизированной руки с пятью пальцами (такие как набор текста на клавиатуре или ловля падающего предмета). Программа "видит будущее", она просчитывает физику нужного движения и то, какие конкретно действия надо предпринять для достижения желаемого результата в режиме реального времени.
Рука также может самостоятельно учиться и улучшать работу благодаря датчикам и камере захвата движений. Они поставляют входные данные для алгоритмов машинного обучения.
Отмечается, что такая система не предполагает ручное программирование каждого отдельного движения роботизированной руки, в отличие от других.
В настоящее время автономная система обучения способна решить конкретную задачу, которая включает в себя манипуляцию набором заранее известных объектов. Но команда учёных намерена пойти дальше и научить своё детище эффективно манипулировать незнакомыми предметами, используя свои 40 "сухожилий" и 24 "сустава".
Результаты исследования будут продемонстрированы 17 мая на Международной конференции по робототехнике и автоматизации (IEEE International Conference on Robotics and Automation).
Ранее "Вести.Наука" сообщали о том, что роботы с мягким захватом помогут изучить подводный мир.
