יד רובוט "עיוורת" יכולה לפעול אך ורק על ידי מגע : זה מאפשר לתפעל חפצים בחושך מוחלט.

Credit: Columbia University ROAM Lab

חוקרים מאוניברסיטת קולומביה בנו יד רובוט שיכולה לתפעל במיומנות עצמים מבלי לראות אותם - מה שמאפשר לה לעבוד בחושך מוחלט.

האתגר: תכנון את הסביבה סביב המימדים והיכולות של גוף האדם, כך שכדי שרובוטים יוכלו לנווט בבתים ובמקומות העבודה , יש המאמינים שעלינו להפוך את הרובוטים ל"אנושיים" ככל האפשר.

אחד האתגרים הגדולים ביותר עם זה היה לשכפל את היד האנושית , שיש לה 27 דרגות חופש ורגישות מדהימה למגע - זה מאפשר לנו לתפעל אובייקטים תוך כדי לדעת בדיוק כמה לחץ להשתמש כדי לתפוס אותם.

כדי לתת לרובוטים שלהם תחושה של "מגע", חלק מהמפתחים מציידים אותם במצלמות כדי שהמוח של הבוט יוכל לנתח צילומים של אובייקט ולומר ליד איך לתפוס אותו. אבל מצלמות דורשות תאורה מספקת, שאינה תמיד זמינה, והמראה יכול להטעות - אובייקט שנראה יציב עשוי להיות גמיש, למשל.

MATEI CIOCARLIE

מה חדש? צוות מאוניברסיטת קולומביה חשף כעת יד רובוטית חדשה, ולמרות שהיא לא ממש נראית אנושית (יש לה חמש אצבעות זהות בולטות מבסיס שטוח בצורת מחומש), היא זריזה ומסוגלת להרגיש חפצים מבלי לראות אותם - בדיוק כמו הידיים שלנו.

"במחקר הזה, הראינו שידי רובוט יכולות להיות גם מיומנות מאוד בהתבסס על חישת מגע בלבד", אמר שותף-כותב Matei Ciocarlie.

מאמר המפרט את העבודה התקבל לפרסום בכנס רובוטיקה: מדע ומערכות בשנת 2023 בדרום קוריאה, והוא זמין כעת כהדפסה מוקדמת ב-arXiv.

איך זה עובד: יד הרובוט החדשה בנויה על טכנולוגיית חישת מגע מתקדמת שחוקרי קולומביה חשפו ב-2020 כאצבע רובוטית אחת.

האצבע הזו כללה אורות קטנים רבים שהאירו כלפי חוץ. על ידי מדידת האופן שבו האורות הללו קופצים מבפנים של עור המכסה את האצבע, החוקרים יכלו לדעת מתי הופעל לחץ על החלק החיצוני של הספרה, מה שאפשר להם לתת לאצבע תחושת מגע.

למחקר החדש שלהם, החוקרים שילבו את הטכנולוגיה הזו בחמש אצבעות. לאחר מכן הם לימדו את האצבעות לעבוד יחד על ידי אימון אלגוריתמים בסימולציה ממוחשבת ששכפלה את הפיזיקה של העולם האמיתי.

באותה סימולציה, האלגוריתמים תרגלו שימוש במודל ממוחשב של היד כדי לסובב חפצים, למידה באמצעות ניסוי וטעייה (טכניקה הנקראת " למידה חיזוק "). לאחר הכשרה, האלגוריתמים קיבלו שליטה על יד הרובוט הפיזית.

לאחר שיד הרובוט אומנה בסימולציות (למעלה), היא הייתה מוכנה לתפעל אובייקטים בעולם האמיתי (למטה).

קרדיט: מעבדת Roam University של אוניברסיטת קולומביה

כדי להדגים את המערכת, החוקרים נתנו את יד הרובוט לאחוז ולסובב עצם בעל צורה לא אחידה בין אצבעותיו. משימה פשוטה לכאורה זו מאתגרת מכיוון שהבוט חייב כל הזמן למקם מחדש חלק מאצבעותיו תוך שימוש באחרות כדי למנוע מהאובייקט ליפול.

לא רק שיד הרובוט הצליחה לעמוד במבחן, היא גם הצליחה לעשות זאת בחושך, והדגימה כיצד הוא מסתמך על חוש המישוש שלו - לא על הראייה.

מבט קדימה: במאמרם, החוקרים מציינים שסיטואציות רבות בעולם האמיתי יהנו ככל הנראה מבוטים המסתמכים על מגע וראייה כאחד, כך שבעוד שיד הרובוט שלהם לא זקוקה למצלמות כדי לתפעל אובייקטים, הם עדיין מתכננים לתת לה מערכת ראייה.