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  • 讓機器人靈活使用雙手?還是得模仿人類

      如果機器人真的能幫我們做家務,或者照顧我們受傷的人和老人,它們至少需要雙手。但是使用雙手比我們想象的要困難得多,所以這個機器人控制系統在嘗試做同樣的事情之前,會先向人類學習。
     
      這是一項來自威斯康辛大學麥迪遜分校的研究,它們最初的想法并不是建造一個雙手機器人,而是簡單地創建一個系統,使機器人無需思考就可以理解并執行與人類一樣的操作。
     

     
      例如,當你需要打開一個罐頭時,需要用一只手抓住它并把它移到適當的位置,然后另一只手抓住蓋子并拉緊把手擰開它。
     
      在這種基本的雙手動作中,仍包含相當多的動作步驟,以至于現在要求機器人自主地做這件事是非常困難的。但是,這個機器人仍然可以大致了解為什么在這種情況下進行這種操縱,并盡其所能去模仿它。
     
      研究人員首先讓戴著運動捕捉設備的人執行各種模擬的日常任務,比如疊杯子、打開容器、倒出里面的東西等等。所有這些數據包括手的方向、它們的互動方式等等都會被機器學習系統感知并反復思考。
     
      最后總結出四種人類常做的手部動作:自我交接,一手固定,雙手搬移,一手尋找。機器人把這一知識運用到工作中,對人類所做動作進行解釋。
     

     
      你可能會認為,當一個人遠程控制一個機器人時,它會準確地反映出這個人的動作。在測試中,機器人這樣做只是一個基線,許多動作是根本不可能做到的。
     
      想想打開罐頭的例子,當我們打開罐頭的時候,我們必須用更用力地保持一邊的穩定,甚至可能要用罐子的手推回去,來對抗另一只手的力量。
     
      如果你試圖遠程操作機器手臂,一只手可能會把罐頭從另一只手里敲出來,或者因為另一只手沒用力而抓不住它。
     
      研究人員創建的系統能夠識別上述四種行為何時發生,并采取相關措施。這意味著,當它們拿起水桶時,要意識到兩只手臂共同用力。
     

     
      或者在開啟容器時,為握著物體的手臂提供額外的力量。在只使用一只手的情況下,系統也知道剝奪未使用的手的運動,將更多的資源(無論是身體運動還是計算能力)奉獻給工作的手。
     
      當然,這一切都或多或少是由人類來完成的,但是人類的行為正在被增強,并且不僅僅是簡單的機械復制。
     
      機器人自主完成這些任務還有很長的路要走,但是像這樣的研究是這項工作的基礎。在機器人嘗試像人類一樣移動之前,它不僅要了解人類是如何移動的,還要了解為什么他們在某些情況下做某些事情,而且還要了解其中重要的點,比如規劃手的路線、選擇握柄位置等。
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