精準(zhǔn)操控線纜的機(jī)器手

       對于人類而言，操作纖細(xì)的柔性物體，比如繩索、電線、數(shù)據(jù)線等，還挺具有挑戰(zhàn)性的。如果這些問題對于人類來說都很困難的話，對于機(jī)器人來說，就是不可能完成的任務(wù)。當(dāng)線纜在手指間滑動時，形狀不停改變，機(jī)器人的手指必須不斷地感知和調(diào)整電纜的位置和運動。

       標(biāo)準(zhǔn)方法是使用機(jī)器手通過一系列緩慢的增量變形完成這項工作。麻省理工學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與人工智能實驗室（CSAIL）的一組研究人員從另一個角度來研究這項課題，其給出的方式更接近于模仿我們?nèi)祟?。該團(tuán)隊的新系統(tǒng)使用了一對帶有高分辨率觸覺傳感器（沒有附加機(jī)械約束）的軟機(jī)械手來成功操縱自由移動的線纜。

       可以想象，在工業(yè)和家庭應(yīng)用中使用這樣的系統(tǒng)，有朝一日，機(jī)器人能夠幫助我們打結(jié)、整理電線，甚至是外科縫合。

       一、制造一種不同往日的雙指機(jī)器手。機(jī)器手的手指相向而對，可以輕巧快速移動，能夠靈活、實時調(diào)整夾具的力量和位置。指尖上是基于視覺的“GelSight”傳感器，由內(nèi)嵌攝像頭的軟橡膠制成。機(jī)器手安裝在機(jī)器人手臂上，可以作為控制系統(tǒng)的一部分移動。

       二、建立一個感知控制框架，以此來操控線纜。在感知方面，他們使用GelSight傳感器來估算手指之間線纜的位置，并測量線纜滑動時的摩擦力。兩個控制器同時運行——一個調(diào)節(jié)握力，另一個調(diào)節(jié)機(jī)器手姿態(tài)，使線纜保持在夾具內(nèi)。

       為了進(jìn)一步展示它的能力，這個機(jī)器人做了一個人類通常在把耳機(jī)插入手機(jī)時所做的動作。從一根自由浮動的耳機(jī)線開始，機(jī)器人能夠在手指之間滑動線纜，當(dāng)感覺到插頭碰到手指時停止，調(diào)整插頭的姿勢，將插頭插入插孔。

       在連續(xù)操作過程中，這些信息很難從傳統(tǒng)的視覺系統(tǒng)中捕捉到，因為它通常被遮擋，轉(zhuǎn)譯成本高昂，有時甚至不準(zhǔn)確。