ニュース

Feb 04, 2024

新しいロボットハンドは視覚ではなく感覚で動作します

これらの単純なセンサーにより、ロボットはタッチだけで機能し、スープの缶からゴム製のアヒルに至るまでの物体を操作できるようになります。 多くのロボットは、作業中に「視覚」によって物体を追跡しますが、光学的には

これらのシンプルなセンサーにより、ロボットは触れるだけで機能し、スープの缶からゴム製のアヒルに至るまでの物体を操作できるようになります。

多くのロボットは、物体を操作するときに「視覚」によって物体を追跡しますが、光学センサーは、物体が暗闇にあったり、部分的に視界から遮られている場合には、物体の全体の形状を把握することができません。 新しい低コスト技術により、ロボットハンドが見慣れない物体の形状を「感じ」、その情報のみに基づいてそれを器用に扱うことができるようになりました。

カリフォルニア大学サンディエゴ校のロボット工学者シャオロン・ワン氏と彼のチームは、単純なタッチデータのみを使用してロボット工学で複雑な調整を達成できるかどうかを調べたいと考えていました。 研究者らは、1個あたり約12ドルの16個の接触センサーを4本指ロボットハンドの手のひらと指に取り付けた。 これらのセンサーは、物体が手に接触しているかどうかを示すだけです。 「1 つのセンサーでは多くのことを捉えることはできませんが、多くのセンサーを使用すると、物体のさまざまな側面を捉えることができます」とワン氏は言います。 この場合、ロボットのタスクは、手のひらに置かれたアイテムを回転させることでした。

研究者らはまず、仮想ロボットハンドがボール、不規則な直方体、円柱などの物体を回転させる練習をしながら、大量のタッチデータを収集するシミュレーションを実行した。 各センサーからのバイナリ接触情報 (「タッチ」または「ノータッチ」) を使用して、チームは、取り扱いプロセスのすべてのステップでオブジェクトの位置を決定し、指を動かしてオブジェクトをスムーズかつ安定して回転させるコンピューター モデルを構築しました。

次に彼らはこの能力を実際のロボットハンドの操作に移し、リンゴ、トマト、スープの缶、ゴム製のアヒルなど、これまで遭遇したことのない物体をうまく操作しました。 バイナリ センサー データが非常に単純だったので、コンピューター モデルを現実世界に移行するのは比較的簡単でした。 モデルは正確にシミュレートされた物理学や正確な測定に依存していませんでした。 「シミュレーションで高解像度の触覚センサーをモデル化することはまだ未解決の問題であるため、これは重要です」と、ロボットと現実世界のインタラクションを研究しているニューヨーク大学のレレル・ピント氏は言う。

ロボットハンドが認識するものを詳しく調べたところ、Wang 氏と彼の同僚は、ロボットハンドが接触データからオブジェクト全体の形状を再作成し、その動作を知らせることができることを発見しました。 「これは、接触から物体の形状を再構築できる十分な情報があることを示しています」とワン氏は言う。 彼と彼のチームは、7月にロボティクス：サイエンスとシステムと呼ばれる国際会議でその成果を発表する予定だ。

ピント氏は、このシステムがより複雑なタスクでうまく動作しないのではないかと考えています。 「触覚センサーを使った実験中に、カップを積み上げたり、ボトルの蓋を開けるなどの作業は、物体を回転させるよりもはるかに難しく、おそらくより便利であることがわかりました。」と彼は言います。

ワン氏のグループは、将来の研究では、指の側面などにセンサーを追加するだけでなく、より複雑な動きに取り組むことを目指している。 研究者らはまた、複雑な形状を処理するためにタッチデータを補完するビジョンを追加することも試みる。

この記事はもともと「Sight Unseen」というタイトルで Scientific American 329、1、12 (2023 年 7 月) に掲載されました。

土井:10.1038/scientificamerican0723-12

アナンヤインドを拠点とするフリーのジャーナリスト兼翻訳者です。 彼女はテクノロジー、環境、海洋科学をカバーしています。 Twitter @punarpuli で彼女をフォローしてください

チェルシー・ハーベイとE&Eニュース

メーガン・バーテルズ

チャールズ・サイフ | 意見

アレックス・リプトンとアレックス・ペントランド | 意見

ローレン・レファー

ターニャ・ルイス、ジョシュ・フィッシュマン、ローレン・J・ヤング、アレクサ・リム、トゥリカ・ボーズ