人形機器人具有類似于人的身體，可以很快幫助人們完成各種各樣的任務(wù)。這些機器人設(shè)計完成的許多任務(wù)涉及拾取不同形狀，重量和大小的物體。

雖然許多最新開發(fā)的類人機器人能夠拾取輕巧的物體，但事實證明，提舉笨重的物體更具挑戰(zhàn)性。實際上，如果物體太大或太重，機器人可能最終會摔碎或掉落物體。

考慮到這一點，約翰·霍普金斯大學(xué)和新加坡國立大學(xué)(NUS)的研究人員最近開發(fā)了一種技術(shù)，該技術(shù)可以使機器人確定是否能夠舉起物理特性未知的沉重箱子。在arXiv上預(yù)先發(fā)表的一篇論文中介紹的這項技術(shù)可以促進機器人的開發(fā)，該機器人可以更有效地舉起物體，從而降低了機器人拾起無法支撐或搬運的東西的風(fēng)險。

“我們特別感興趣的是如何對取消與未知的物理參數(shù)一箱的可行性人形機器人的原因，”元豐漢，誰進行了這項研究的研究人員之一，告訴TechXplore。“要實現(xiàn)這樣一個復(fù)雜的任務(wù)時，機器人通常需要首先識別盒子的物理參數(shù)，然后生成安全，穩(wěn)定的舉起盒子的全身運動軌跡。”

機器人生成允許其舉升物體的運動軌跡的過程可能需要進行計算。實際上，類人機器人通常具有很高的自由度，其身體抬起物體所需的運動應(yīng)滿足幾個不同的約束條件。這意味著如果盒子太重或其重心距離機器人太遠，則機器人很可能無法完成此動作。

漢解釋說：“當(dāng)我們嘗試思考是否可以舉起啞鈴之類的重物時，請思考一下我們?nèi)祟悺?rdquo; “我們首先與啞鈴互動以獲得對物體的某種感覺。然后，根據(jù)我們以前的經(jīng)驗，我們知道它是否太重而不能舉起。同樣，我們的方法從構(gòu)造軌跡表開始，它通過仿真為機器人保存了與箱子的一系列物理參數(shù)相對應(yīng)的不同有效提升運動。然后，機器人將此表視為對其先前經(jīng)驗的了解。”

Han與他的同事Ruiui Li和他的主管Gregory S. Chirikjian(NUS機械工程系教授兼負責(zé)人)合作開發(fā)的技術(shù)使機器人在短暫交互后即可了解盒子的慣性參數(shù)用它。隨后，機器人回頭查看由該方法生成的軌跡表，并檢查它是否包含允許其用這些估計參數(shù)來舉起箱子的舉升運動。

如果存在該運動或軌跡，則認為抬起箱子是可行的，并且機器人可以立即完成任務(wù)。如果不存在，則機器人會考慮超出其能力的任務(wù)。

“基本上，我們的方法離線構(gòu)建的軌跡表會根據(jù)盒子的慣性范圍參數(shù)保存有效的全身提升運動軌跡，” Han說。“隨后，我們開發(fā)了一種基于物理交互的算法，可以幫助機器人安全地與盒子互動，并估算盒子的慣性參數(shù)。”

這項新技術(shù)使機器人能夠快速確定他們是否能夠完成與起重相關(guān)的任務(wù)。因此，它節(jié)省了時間和計算能力，因為它避免了機器人在每次舉升嘗試之前(甚至是不成功的舉升嘗試)都不必進行全身運動。

Han和他的同事使用NAO(由SoftBank Robotics開發(fā)的著名人形機器人)評估了他們開發(fā)的方法。在這些試驗中，NEO快速有效地識別了通過新技術(shù)無法舉起或很難舉起的物體。將來，相同的技術(shù)可能會應(yīng)用于其他類人機器人，從而使它們在完成涉及舉起重物或重物的任務(wù)時更加可靠和高效。

漢說：“我們的方法可以大大提高實際取放任務(wù)的工作效率，特別是對于可重復(fù)的任務(wù)。” “在未來的工作中，我們計劃將我們的方法應(yīng)用于不同的對象或起重任務(wù)。”