Chwyta, obraca i nie upuszcza

Nawet 2 tysiące obiektów potrafi chwycić, obrócić i utrzymać system robotyczny skonstruowany przez naukowców z Massachusetts Institute of Technology (MIT), a konkretnie z Laboratorium Informatyki i Sztucznej Inteligencji (Computer Science & Artificial Intelligence Lab, CSAIL).

Ta łatwa dla człowieka umiejętność (nawet malutkie dzieci umieją chwytać i utrzymywać przedmioty) robotom sprawia sporą trudność. Wynika to z wielu nieuświadamianych ustawień dłoni w przypadku chwytania różnych przedmiotów oraz z serii czasem minimalnych ruchów wykonywanych, kiedy trzymamy coś w dłoni i tym poruszamy. Do tego dochodzi działanie grawitacji, gdy ręka skierowana jest w dół. Wszystkie te czynniki wzięli pod uwagę badacze z CSAIL i udało im się zbudować zręczną robotyczną rękę, która radzi sobie z 2 tysiącami przedmiotów.

100 procent sukcesu

Wykorzystanie algorytmu sztucznej inteligencji i metod głębokiego uczenia sprawiło, że antropomorficzna ręka nie potrzebuje nawet informacji o tym, jaki przedmiot ma chwycić i zmienić jego orientację, by udało jej się to skutecznie zrobić. Ręka działa zarówno w pozycji w górę, jak i w dół. W tej drugiej sytuacji inteligentny system oprócz pracy wielu silników poruszających „mięśniami" dłoni musi też przewidzieć działanie grawitacji i nie pozwolić przedmiotowi upaść.

W przypadku bardziej regularnych kształtów, jak piłeczka do tenisa czy jabłko, robot odnosi 100-procentowy sukces. Gorzej mu idzie z narzędziami, np. śrubokrętami i nożyczkami – tu skuteczność spada do 30 procent. Naukowcy zamierzają jednak dalej rozwijać i uczyć swój system, by w przyszłości mógł on skutecznie wspierać np. linie produkcyjne i transportowe (przenosić przedmioty na taśmach, pakować je do pudeł itp.).

Zaawansowany mechanizm

Zręczna antropomorficzna ręka ma zaprogramowane 24 stopnie swobody poruszania. Zmiana orientacji obiektów wymaga jednoczesnej pracy dużej liczby silników. Model uczył się na 2 tysiącach obiektów. Naukowcy wykorzystali m.in. specjalny algorytm uczenia i metodę szkolenia „nauczyciel-uczeń", wymagającą wyszkolenia sieci „nauczycieli" w zakresie informacji o obiekcie i robocie; użyli również „programu grawitacyjnego", w którym robot musiał poznać zasady działania w środowisku nieważkości.

Więcej na temat zastosowanej metody można przeczytać tutaj. Ten film natomiast pokazuje, jak pracuje robotyczna ręka.

fot. YouTube/MITCSAIL