고급 촉각 감지 전략으로 물체 감지의 로봇 정확도 향상

Applied Physics Review, 뉴욕주 멜빌

지능형 로봇 촉각 시스템을 통한 성공적인 쓰레기 분류. (이미지 :Qian Mao 및 Rong Zhu / AIP Publishing)

오늘날의 지능형 로봇은 시각과 촉각을 통해 많은 물체를 정확하게 인식할 수 있습니다. 센서를 통해 얻은 촉각 정보와 기계 학습 알고리즘을 통해 로봇은 이전에 다루었던 물체를 식별할 수 있습니다.

그러나 크기와 모양이 비슷한 물체나 로봇이 알지 못하는 물체가 제시되면 감지가 혼동되는 경우가 많습니다. 로봇 인식을 제한하는 다른 요인으로는 배경 소음, 모양과 크기가 다른 동일한 유형의 물체 등이 있습니다.

응용물리학 리뷰에서 AIP Publishing의 Tsinghua University 연구원들은 일반적이면서도 복잡한 다양한 항목을 로봇으로 인식하는 어려움을 극복하기 위해 노력했습니다.

인간은 다양한 유형의 접촉 감지 기능을 보유하고 있으며 그 중 하나가 열 느낌입니다. 이를 통해 우리는 바람이 부는 것을 감지하고, 뜨겁고 차가운 것을 감지하고, 생성되는 다양한 냉각 감각으로 인해 나무와 금속과 같은 물질 유형을 구별할 수 있습니다. 연구원들은 보다 강력하고 정확한 물체 감지를 위해 열 감각을 통합한 로봇 촉각 감지 방법을 설계하여 이러한 능력을 모방하는 것을 목표로 했습니다.

저자 Rong Zhu는 "우리는 손을 잡는 동안 시공간 촉각 감지를 활용하여 로봇 기능을 확장하고 열 전도성, 열 확산도, 표면 거칠기, 접촉 압력 및 온도를 포함하여 움켜쥔 물체의 다중 속성을 동시에 인식할 수 있는 능력을 제안합니다.

팀은 열 변화에 민감한 다공성 중간층을 사용하여 표면에 물질 감지 기능과 하단에 압력 감도를 갖춘 계층형 센서를 만들었습니다. 그들은 이 센서를 빈 상자와 같은 간단한 범주부터 시작하여 오렌지 껍질이나 천 조각으로 이동하기 쉬운 것부터 어려운 것까지 순서대로 개체 유형을 배제하는 효율적인 캐스케이드 분류 알고리즘과 결합했습니다.

팀은 방법의 기능을 테스트하기 위해 쓰레기를 분류하는 지능형 로봇 촉각 시스템을 만들었습니다. 로봇은 빈 상자, 비닐봉지, 플라스틱 병, 냅킨, 스펀지, 오렌지 껍질, 유효기간이 지난 약품 등 일반적인 쓰레기를 수거했습니다. 쓰레기를 재활용품, 음식물 찌꺼기, 유해 폐기물 및 기타 폐기물용으로 별도의 용기에 분류했습니다.

그들의 시스템은 이전에 발견되지 않았던 다양한 쓰레기 개체를 인식하는 데 있어 98.85%의 분류 정확도를 달성했습니다. 이러한 성공적인 쓰레기 분류 행동은 실제 시나리오에서 인간의 노동력을 크게 줄이고 스마트 라이프 기술에 대한 광범위한 적용 가능성을 제공할 수 있습니다.

이 분야의 향후 연구는 로봇 구현 지능과 자율 구현을 향상시키는 데 중점을 둘 것입니다. "또한 이 센서를 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술과 결합함으로써 센서에 의해 수집된 촉각 정보는 인간의 뇌가 수용할 수 있는 신경 신호로 변환되어 손 장애가 있는 사람들의 촉각 인식 능력을 다시 강화할 수 있습니다."라고 Zhu는 말했습니다.

자세한 내용은 Wendy Beatty에게 문의하세요. 이 이메일 주소는 스팸봇으로부터 보호됩니다. 보려면 JavaScript를 활성화해야 합니다.; 301-209-3090.