자율 로봇이 문을 열다

로봇은 많은 일을 할 수 있지만 문을 열고 들어갈 수는 없습니다. 연구원들은 3차원 디지털 시뮬레이션에서 이 문제를 해결하고 바로 그 일을 할 수 있는 자율 로봇을 만들고 있습니다. 이러한 단순한 독립의 발전은 사무실 건물, 공항 및 병원을 진공 청소기로 청소하고 소독하는 도우미 로봇에 대한 거대한 도약을 의미합니다.

이전에 연구원들은 로봇이 문을 찾을 수 있도록 방 전체를 스캔하여 3D 디지털 모델을 만들어 문제를 해결했습니다. 그러나 이는 스캔되는 특정 방에서만 작동하는 시간 소모적인 맞춤형 솔루션입니다. 스스로 문을 여는 자율 로봇을 개발하는 것은 몇 가지 과제를 안고 있습니다.

문은 색상과 크기가 다르며 손잡이가 약간 높거나 낮을 수 있습니다. 로봇은 저항을 극복하기 위해 문을 여는 데 얼마나 많은 힘을 사용해야 하는지 알아야 합니다. 대부분의 공공 문은 자동으로 닫히므로 로봇이 그립을 잃으면 다시 시작해야 합니다. 로봇에서 문이 열리면 문 손잡이를 돌리고 앞으로 밀면 방으로 들어갈 수 있습니다. 그러나 로봇 쪽으로 문이 열리면 작업이 훨씬 더 어려워집니다. 특히 문이 자체적으로 닫힐 목적으로 저항이 내장되어 있는 경우에는 더욱 그렇습니다.

일부 엔지니어는 손잡이나 문 손잡이를 잡기 위해 로봇에 여러 관절이 있는 팔을 장착했지만 매우 비쌀 수 있습니다. 인간 팔의 전체 동작 범위를 모방하는 6개의 관절 또는 자유도를 가진 단일 로봇 팔은 수만 달러의 비용이 들 수 있습니다.

로봇이 문 손잡이에 도달하기 위해 올리거나 내릴 수 있는 간단한 전동 리프트에 부속물을 설계하여 문제를 해결했습니다. 로봇이 문을 중심으로 회전하고 다음 방에서 임무를 수행하는 동안 바닥에 있는 작은 팔이 문이 열린 상태로 유지됩니다. 팀이 기계 학습을 사용하기 때문에 로봇은 본질적으로 시행착오를 통해 문을 여는 방법을 스스로 "가르쳐야" 합니다. 이것은 처음에는 시간이 많이 걸릴 수 있지만 로봇은 진행하면서 실수를 수정합니다. 시뮬레이션은 로봇이 실제 작업을 준비하는 데 도움이 됩니다.

서비스 로봇은 특히 미스트나 자외선으로 방을 소독하는 것과 같은 지루한 작업이 자동화될 수 있는 COVID-19 전염병 동안 더욱 유용해졌습니다. 마찬가지로 가장 가까운 편리한 전기 콘센트를 사용하여 충전할 수 있는 로봇은 매우 유용할 것입니다. 현재 솔루션은 도킹 스테이션을 설치하는 것입니다. 로봇의 전력이 부족하면 도킹 스테이션으로 돌아갑니다. 그러나 도크로 돌아가는 데 시간이 걸리고 모든 방에 도크가 있을 수는 없습니다.

새로운 로봇은 사람의 도움 없이 벽면 콘센트를 식별하고 플러그를 삽입할 수 있으며, 이는 복합적인 문제입니다. 전기 소켓은 매우 작기 때문에 로봇이 먼저 소켓을 식별해야 합니다. 인간은 소켓을 찾아 빠르게 꽂는 재주가 있습니다. 그러나 로봇에게 그렇게 하도록 요청하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 로봇이 완벽하게 정렬되지 않으면 실패합니다. 그러나 연구원들의 알고리즘은 로봇이 플러그가 가까워졌을 때 주변을 "느낄" 수 있는 유연성을 제공합니다.