精準(zhǔn)操控線纜的機(jī)器手

       對(duì)于人類而言，操作纖細(xì)的柔性物體，比如繩索、電線、數(shù)據(jù)線等，還挺具有挑戰(zhàn)性的。如果這些問題對(duì)于人類來(lái)說(shuō)都很困難的話，對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)，就是不可能完成的任務(wù)。當(dāng)線纜在手指間滑動(dòng)時(shí)，形狀不停改變，機(jī)器人的手指必須不斷地感知和調(diào)整電纜的位置和運(yùn)動(dòng)。

       標(biāo)準(zhǔn)方法是使用機(jī)器手通過(guò)一系列緩慢的增量變形完成這項(xiàng)工作。麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）的一組研究人員從另一個(gè)角度來(lái)研究這項(xiàng)課題，其給出的方式更接近于模仿我們?nèi)祟?。該團(tuán)隊(duì)的新系統(tǒng)使用了一對(duì)帶有高分辨率觸覺傳感器（沒有附加機(jī)械約束）的軟機(jī)械手來(lái)成功操縱自由移動(dòng)的線纜。

       可以想象，在工業(yè)和家庭應(yīng)用中使用這樣的系統(tǒng)，有朝一日，機(jī)器人能夠幫助我們打結(jié)、整理電線，甚至是外科縫合。

       一、制造一種不同往日的雙指機(jī)器手。機(jī)器手的手指相向而對(duì)，可以輕巧快速移動(dòng)，能夠靈活、實(shí)時(shí)調(diào)整夾具的力量和位置。指尖上是基于視覺的“GelSight”傳感器，由內(nèi)嵌攝像頭的軟橡膠制成。機(jī)器手安裝在機(jī)器人手臂上，可以作為控制系統(tǒng)的一部分移動(dòng)。

       二、建立一個(gè)感知控制框架，以此來(lái)操控線纜。在感知方面，他們使用GelSight傳感器來(lái)估算手指之間線纜的位置，并測(cè)量線纜滑動(dòng)時(shí)的摩擦力。兩個(gè)控制器同時(shí)運(yùn)行——一個(gè)調(diào)節(jié)握力，另一個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)器手姿態(tài)，使線纜保持在夾具內(nèi)。

       為了進(jìn)一步展示它的能力，這個(gè)機(jī)器人做了一個(gè)人類通常在把耳機(jī)插入手機(jī)時(shí)所做的動(dòng)作。從一根自由浮動(dòng)的耳機(jī)線開始，機(jī)器人能夠在手指之間滑動(dòng)線纜，當(dāng)感覺到插頭碰到手指時(shí)停止，調(diào)整插頭的姿勢(shì)，將插頭插入插孔。

       在連續(xù)操作過(guò)程中，這些信息很難從傳統(tǒng)的視覺系統(tǒng)中捕捉到，因?yàn)樗ǔ１徽趽?，轉(zhuǎn)譯成本高昂，有時(shí)甚至不準(zhǔn)確。