辅助机器人适应人,新的地方

时间:2019-03-04 16:23:05 阅读:7次
在未来主义的卡通系列剧“The Jetsons”中,一位名叫Rosie的机器人女仆在Jetsons的家附近做着做家务的事情 - 清洁,做饭和洗碗。
这种机器人家务管理的愿景可能需要几十年的时间才能成为现实。但在麻省理工学院,研究人员正在研究这种智能机器人助手的早期版本 - 一个名为Domo的人形机器人,他抓住物体并将它们放在架子或柜台上。
像Domo这样的机器人可以帮助老年人或坐轮椅的人做简单的家务劳动,比如放菜。其他潜在的应用包括农业,太空旅行和在装配线上协助工人,麻省理工学院博士后助理Aaron Edsinger说,他过去三年一直在为Domo工作。
Edsinger将Domo描述为在麻省理工学院建造的早期机器人的“下一代” - 旨在与人类互动的Kismet,以及可以学习操纵未知物体的Cog。 Domo融合了这两种机器人的元素。
Edsinger说:“机器人未来的真正潜力将在他们可以完成许多类型的手动任务时实现,”包括那些需要与人类互动的人。
麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室主任罗德尼布鲁克斯说,现在有很多机器人在工厂装配线上进行手工操作,但这些机器都遵循脚本,无法学会适应新情况,就像Domo一样。
布鲁克斯说:“汽车制造厂的机器人操纵物体,但它们每次都沿着同一条路径做同样的事情。” “如果机器人真的有用,他们需要能够操纵我们操纵的物体。”
生活在现实世界中
由布鲁克斯监督的Edsinger团队决定专注于制造一个可以在真实的人类环境中运作的机器人 - 例如在某人的厨房里。 Edsinger说,旨在帮助人们在家中的机器人必须能够忽略大多数环境中的混乱,并且只关注某些刺激。
“通常机器人被放置在非常有限的世界中,因为那时你可以控制环境。如果你把一个机器人放在某个人的家中,那种方法就不会延伸到那个,”他说。 “我们希望机器人适应世界,而不是适应机器人的世界。”
Domo坐在Edsinger工作区的桌子上,可以“看到”前面发生的一切。当机器人的大蓝眼睛在房间里漫游时,摄像机将信息提供给12台计算机,这些计算机分析输入并决定要关注什么。
Domo的视觉系统适应意想不到的动作,使其能够专注于人类环境中的重要刺激。例如,定位人脸对于社交互动至关重要,人们经常处于运动状态。当Domo发现看起来像一张脸的动作时,它将目光锁定在它上面。
Edsinger最近演示了Domo如何与人们互动以帮助他们完成有用的任务。
一旦他捕捉到Domo的目光,他们就会互相问候。 “嘿,Domo,”Edsinger说道,Domo回应道,“嘿,Domo。” “架子,Domo,”Edsinger说,促使机器人找到一个架子。 Domo环顾四周,直到它看到附近的桌子看起来很有希望。机器人伸出左手触摸架子,就像一个人在黑暗中摸索一个灯开关,以确保架子真的在那里。
一旦Domo找到了架子,它的右手伸向Edsinger,后者将一袋咖啡豆放在空旷的手中。 Domo稍微摆动它们以感受物体,然后将袋子从右手转移到左手(最靠近架子)。然后Domo伸手将包放在架子上。
Edsinger说,虽然看起来像是一个小动作,摆弄物体是机器人准确地将它放在架子上的关键。 Domo被编程为通过聚焦于物体的尖端(例如,水瓶的瓶盖)来了解物体的尺寸。当机器人来回摆动尖端时,它可以确定瓶子的大小,并决定如何将它从一只手转移到另一只手上或放在架子上。
“你可以把它交给一个以前从未见过的物体,它可以找到它并开始控制它,”Edsinger说。
人际关系
团队方法背后的理念是人类和机器人可以共同完成任务,而这些任务既不能单独完成。
“如果你可以卸载过程的某些部分并让机器人处理手工技能,这是一种很好的协同关系,”Edsinger说。 “关键是它必须比投入的努力更有用或更有价值。”
对于Domo或任何机器人安全地与人类交互,机器人必须能够感知人类何时接触它。 Domo的手臂,手和脖子都有弹簧,可以感受力并对其做出反应。如果你抓住它的手并推动,机器人将按照你想要的方式移动。
Edsinger说:“通过将那个弹簧放在那里,你可以获得身体上的顺应性,使整个身体变得有弹性,这使得它对人类的互动更安全。”但是如果你施加太大的力量或者朝着错误的方向移动Domo的手臂,它就会说“哎哟”而表达不满。
如果机器人在家中有用,那么它们具有人形的形状也很重要,这样人们就会感觉周围更舒服。
Edsinger说,这种辅助机器人在寻找婴儿潮一代老龄化引发的即将发生的医疗保健危机的解决方案方面非常有用。帮助完成简单的任务,例如从柜子里拿一杯玻璃,可以为老年人或坐轮椅的人带来很大的好处。
Domo的原创作品由NASA资助,该项目现在由丰田公司提供支持,丰田公司有兴趣为家庭开发合作机器人。另一个应用是装配线生产。 Edsinger说,我们的想法是,智能机器人可以与人们一起工作,提高工人的工作效率,并节省制造业工作岗位。
尽管由执行所有体力劳动的机器人实现的休闲生活仍然安全地处于科幻小说领域,但布鲁克斯表示,他可以预见未来专门针对不同职能的机器人可以帮助解决家务问题。
布鲁克斯说:“我认为机器人不会在家里做任何事情。” “它更像是一个机器人团队做不同的事情。”
本文的一个版本于2007年4月11日出现在麻省理工学院技术讲座中(下载PDF)。
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