Ученые создали роботизированную систему взаимодействия робота с человеком
Комплексную систему управления мобильными роботами, позволяющую ему легко и быстро определять местоположение целевого объекта, захватывать его и доставлять в руки человеку, разработали специалисты Китайского университета Гонконга, 9 сентября сообщает сайт новостей науки EurekAlert со ссылкой на пресс-службу Пекинского технологического института.
Взаимодействия с роботами в современном обществе широко присутствуют в различных сферах жизни, включая производство, здравоохранение и помощь в быту. Однако выполнение удобной для человека передачи роботом неких необходимых человеку объектов всё еще оставалось сложной задачей для робототехников.
«Объект, о котором идет речь, может находиться в непосредственной близости от робота, например, на операционном столе, или на некотором расстоянии, — поясняет автор исследования, профессор Китайского университета Гонконга Тин Лун Лам. — Следовательно, робот должен выполнить ряд действий: эффективно и безопасно добраться до места нахождения объекта, закрепить объект [на себе], а затем вернуться и передать его сотруднику-человеку».
Разработчики разделили навигационный процесс передачи объекта на два последовательных этапа: первоначальное обнаружение и захват объекта, за которым следует перемещение робота к получателю-человеку. Эта последовательность включает в себя четыре основных компонента: определение местонахождения объекта относительно робота, исследование объекта и возможного пути к нему, захват объекта и планирование обратного маршрута.
Решение проблемы безопасной передачи объекта в руки человека разработчики нашли в использовании моделей, реконструирующих человеческое тело и кисти рук.
«Наша роботизированная система может отслеживать окружающую среду в режиме реального времени и находить нужные объекты. Она применяет передовые алгоритмы для захвата объектов таким образом, который соответствует удобству человека, и использует планирование маршрута и обход препятствий, чтобы вернуться к пользователю-человеку», — продолжил пояснения соавтор статьи Чунси Мэн.
Управляемый системой робот корректирует свои движения во время передачи объекта, анализируя позу и движения человека с помощью визуальных датчиков, обеспечивая ее плавность и избегая столкновений. Испытания показали, что система может успешно передавать различные предметы людям и приспосабливаться к изменениям положения рук человека, что повышает безопасность и универсальность роботизированной передачи, указал Чунси Мэн.
Отличительной чертой структуры управления является ее усовершенствованная система, основанная на машинном зрении, которая способна распознавать и интерпретировать широкий спектр положений рук человека. Это позволяет точно оценивать положения рук в различных конфигурациях.
Способность структуры определять оптимальный тип захвата имеет решающее значение, поскольку он гарантирует, что робот сможет определить как безопасное положение рук для человека-получателя, так и успешную стратегию захвата самого объекта.
«Чтобы продемонстрировать универсальность и эффективность нашей системы в различных сценариях, мы тщательно протестировали наш алгоритм передачи объекта от робота к человеку как на одноруких, так и на двуруких роботах», — завершил свои объяснения Чунси Мэн.
Результаты исследования системы, в том числе демонстрационный видеоролик, были представлены в статье «Мобильная роботизированная система взаимодействия для быстрой и удобной передачи объектов роботом человеку», опубликованной в журнале Cyborg and Bionic Systems.
