精准操控线缆的机器手

2020-09-10 15:00:44

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精准操控线缆的机器手

对于人类而言，操作纤细的柔性物体，比如绳索、电线、数据线等，还挺具有挑战性的。如果这些问题对于人类来说都很困难的话，对于机器人来说，就是不可能完成的任务。当线缆在手指间滑动时，形状不停改变，机器人的手指必须不断地感知和调整电缆的位置和运动。

标准方法是使用机器手通过一系列缓慢的增量变形完成这项工作。麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）的一组研究人员从另一个角度来研究这项课题，其给出的方式更接近于模仿我们人类。该团队的新系统使用了一对带有高分辨率触觉传感器（没有附加机械约束）的软机械手来成功操纵自由移动的线缆。

可以想象，在工业和家庭应用中使用这样的系统，有朝一日，机器人能够帮助我们打结、整理电线，甚至是外科缝合。

机器手

一、制造一种不同往日的双指机器手。机器手的手指相向而对，可以轻巧快速移动，能够灵活、实时调整夹具的力量和位置。指尖上是基于视觉的“GelSight”传感器，由内嵌摄像头的软橡胶制成。机器手安装在机器人手臂上，可以作为控制系统的一部分移动。

二、建立一个感知控制框架，以此来操控线缆。在感知方面，他们使用GelSight传感器来估算手指之间线缆的位置，并测量线缆滑动时的摩擦力。两个控制器同时运行——一个调节握力，另一个调节机器手姿态，使线缆保持在夹具内。

为了进一步展示它的能力，这个机器人做了一个人类通常在把耳机插入手机时所做的动作。从一根自由浮动的耳机线开始，机器人能够在手指之间滑动线缆，当感觉到插头碰到手指时停止，调整插头的姿势，将插头插入插孔。

在连续操作过程中，这些信息很难从传统的视觉系统中捕捉到，因为它通常被遮挡，转译成本高昂，有时甚至不准确。