撿還是不撿？這對機器人是個問題

任何人，只要和移動機械手工作過一段時間，都會非常清楚地找出我們要談論的問題：你命令你的機器人撿起某物，但不管是出於何種原因，它們都會拒絕這樣做。通常，最簡單的原因就是機器人不能掌握抓手到目標物體之間的準確位置。這是因為機器人通常感測到的是目標物體位於一個奇怪的位置上，而這一位置會導致抓手發生碰撞，故而拒絕。

幾年前在智能機器人與系統國際會議（IROS）上，西雅圖華盛頓大學的許哲（Zhe Xu ）與瑪雅·科馬克（Maya Cakmak）發表了一篇論文。該論文概述了在給移動機械手（如PR2）裝備上簡單的3D列印工具後，可以幫助它們更有效地抓取目標物。

而就在上個月的機器人與自動化國際會議（ICRA）上，Cakmak與另一位作者莎拉·艾略特（Sarah Elliott)發布了一篇關於這一研究最新成果的論文。他們研發出了一種造型特殊的新型機械鉗，可以讓機器人調整距離以抓住目標物體，而不會讓其逃脫。這一工具由一塊帶把手的直角稜鏡和一塊具有高摩擦力和絨面結構的矽片組成。換句話說，這就是機器人配備的一根具有極強抓附力的撥桿。

當然此前，我們也見過類似的操作。在複雜或密集的環境中，機器人用他們的抓手輕微移動目標物體，以更好的完成抓捕。但儘管抓手也能輕鬆勝任，但卻不是完成這項工作的上乘之選。

華盛頓大學設計的這款極具抓附力的撥桿卻是在密閉空間內通過點面接觸移動物體的理想選擇。同時，具有高摩擦力的末端處理器可以在不需要捆綁物體或接觸物體後方的情況下拉動目標物。最後一點，它還能用自己的末端將目標物推向命令者，形成一個範圍更廣的運動路徑。

這一撥桿被安裝在PR2的肩膀上，是一個非常方便的位置。無論機器人什麼時候需要，就可以通過一個預先指定的動作抓住它。PR2內置了一個非常聰明的抓取軟體，可以幫助機器人分析能否成功地抓取目標物體。所以有個棘手的問題是，機器人可能會說：「我抓不到它，但是如果我帶上了我的撥桿然後用它抓取，那肯定是易如反掌！」

當然，華盛頓大學的研究者並不是簡單的設定機器人的手部抓取能力，這樣就太過乏善可陳了。他們真正的目的是幫助機器人從所獲經驗中創建自身的預測模型，預測撥桿的操作將會如何影響目標物體。

正如您所料，這並不是一個簡單的研究。機器人在撥動目標物體時模擬其如何運動也是極具價值的行為，因為目標物的運動行為依賴於其表面的物理性能，尤其是作用於其表面的力的來源和大小。

幸運地是，華盛頓大學開發的規劃方法允許機器人在一個對象上使用該款撥桿，然後如果有必要的話，將目標物體拉近到更好抓取的距離位置，再進行第二次實驗。這一實驗可以反覆進行無數次，但總的來說，PR2完全可以勝任證明抓取成功率的工作。

研究人員談到，除了操控目標對象外，這一撥桿和技術也適用於目標對象周圍的物體；如果你想抓取的物體埋在一塊堆滿其他物體的夾板下，你的機器人可以將所有障礙物挪開，為自己打造一條幹凈的行動路徑。

開發一款十全十美的家庭機器人其實是很不容易得，所以為了解決某些難題，在現實生活中我們通常會使用一些臨時的方法，在機器人身上裝備一些便宜但是實用的小工具（如這款撥桿），能夠在機器人需要的時候及時發揮其效用。當然，更好的方法是，在機器人身上配備一個3D印表機，讓他們自行創造需要的工具，或是在現有的工具中做出一個選擇。當然，可能最好的，還是在它們需要時，能夠自己設計出自己最需要的。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！