로봇 파는 손가락이 묻힌 물건을 감지합니다.

해변에서 물건을 잃어버리셨나요? MIT의 "Digger Finger"가 모래와 자갈을 파고 묻힌 물체를 감지합니다.

촉각 감지 기능을 갖춘 이 가느다란 손가락 모양의 장치는 언젠가 로봇 팔에 장착되어 지하 케이블이나 폭발물을 탐지하는 데 사용할 수 있습니다.

MIT 팀의 연구는 실험 로봇 공학에 관한 차기 국제 심포지엄 에서 발표될 예정입니다. .

MIT 컴퓨터 과학 및 인공 지능 연구소(CSAIL) 팀은 모래와 거친 쌀에서 다양한 3D 인쇄 물체를 감지하기 위해 GelSight , 2017년에 건설되었습니다.

오리지널(그리고 더 부피가 큰) GelSight는 반사막으로 덮인 투명한 젤을 특징으로 하며 물체가 물체를 누르면 변형됩니다(위 비디오에서 변형의 예 참조 ). 3색 LED 조명과 카메라가 센서 뒤에 있습니다.

빛은 젤을 통해 멤브레인에 비추고 카메라는 멤브레인의 반사 패턴을 수집합니다. 그런 다음 컴퓨터 비전 알고리즘은 부드러운 손가락이 물체에 닿는 접촉 영역의 3D 모양을 추출합니다.

로봇 Digger Finger에 맞도록 GelSight 센서의 크기를 줄이기 위해 MIT 팀은 새로운 디자인으로 시작했습니다. 연구원들은 구조를 더 원통형으로 만들고 팁을 비스듬하게 만들었습니다.

그런 다음 엔지니어는 LED 조명의 3분의 2를 파란색 LED와 유색 형광 페인트의 조합으로 교체했습니다. 최종 결과는 약 2제곱센티미터의 촉각 감지막이 있는 손가락 끝 크기의 장치입니다.

팀은 기계적인 진동을 사용하여 쌀과 모래를 "유동화"하여 Digger가 기계를 막히게 하는 거친 재료 없이 굴착할 수 있도록 했습니다.

MIT 컴퓨터 과학 및 인공 지능 연구소(CSAIL) . "우리는 진동의 진폭과 주파수를 변경하는 다양한 작동 전압에서 진동 모터를 작동했습니다."

발명가에 따르면 갇힌 모래는 쌀보다 청소하기가 더 어려웠지만 알갱이의 크기가 작기 때문에 Digger Finger는 여전히 대상 물체의 일반적인 윤곽을 감지할 수 있었습니다.

Patel은 작업자가 "미디어 유형과 곡물의 크기 및 모양에 따라" 다양한 설정에 대해 Digger Finger의 동작 패턴을 조정해야 한다고 말합니다.

아래의 짧은 Q&A에서 Patel은 Tech Briefs에 대해 설명합니다. 그의 팀이 다양한 미디어를 탐색하는 Digger Finger의 기능을 최적화할 계획입니다.

기술 개요 :로봇 손가락이 사람과 같은 촉각을 가질 수 있나요?

라덴 파텔 :인간의 촉각은 고차원적입니다. 다양한 속도와 분해능에서 작동하는 여러 유형의 감지 방식으로 구성됩니다. 놀랍게도, 주어진 작업 집합에 실제로는 그 집합의 집합만 사용됩니다. 우리는 항상 그것들을 모두 사용하지는 않습니다. 따라서 특정 작업을 위해 처리해야 하는 산만한 정보가 많이 있습니다.

로봇 핑거 역시 촉각을 통해 외부 정보를 지속적으로 감지합니다. 묻힌 물건을 찾는 것과 관련하여 "산만 한 정보"는 자연스럽게 물건이 묻혀있는 손끝에있는 세분화 된 미디어 입자의 느낌입니다.

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기술 개요 :기술적인 관점에서 Digger Finger는 예를 들어 바위나 쌀 덩어리에서 대상 물체를 어떻게 "아나요"?

라덴 파텔 :우리는 이미지 데이터[Digger Finger 내부 카메라의 RGB 이미지]에 대한 딥러닝 모델(컨볼루션 신경망)을 훈련하여 쌀과 모래 덩어리 중에서 대상 물체를 식별하거나 분류했습니다.

기술 개요 :이 디자인은 특히 이전의 로봇 수색 및 구조 로봇 대안과 어떻게 다른가요?

라덴 파텔 :디거핑거의 핵심부품은 카메라, 조명시스템(LED와 형광페인트), 거울, 한쪽은 투명하고 다른 한쪽은 반사페인트가 있는 젤 멤브레인, 위의 모든 구성 요소를 고정하는 아크릴.

우리는 Digger Finger의 현재 디자인을 기존 수색 및 구조 로봇의 추가 기능으로 보고 있습니다. 이 로봇은 부속 기관이 좁은 공간에 들어갈 수 있고 미세한 해상도로 접촉을 감지할 수 있습니다.

기술 개요 :무엇 향후 계획? 이 Digger Finger로 무엇을 하시겠습니까?

라덴 파텔 :아직 해야 할 일이 많다. 디자인 측면에서 우리는 Digger Finger를 굴착 공정, 특히 겔 멤브레인에서 발생하는 마모에 대해 더욱 견고하게 만들고자 합니다. 또한 여러 Digger Fingers를 촉각 부속물로 사용하는 그리퍼를 설계하고 다양한 촉각 탐색 전략을 탐색하여 묻힌 물체를 더 잘 식별하고 조작하고 싶습니다.

기술 개요 :Digger Finger를 사용할 수 있는 방법을 생각할 때 어떤 애플리케이션이 가장 흥미로웠나요?

라덴 파텔 :우리는 어수선한 공간에서 연락처를 식별하고 식별하는 것이 가장 흥미로운 응용 프로그램이라고 생각합니다. 여기에는 지하에 묻힌 폭발물을 해제하거나 식료품 가방과 같은 어수선한 공간에 물건을 집어 놓는 것이 포함됩니다.

연구의 추가 연구원으로는 CSAIL 박사 과정 학생 Branden Romero, Harvard 대학 박사 과정 학생 Nancy Ouyang, Edward Adelson, John and Dorothy Wilson CSAIL 및 뇌 및 인지 과학과의 시각 과학 교수가 있습니다.

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