Дослідники MIT створили робота, який виявляє приховані предмети

Дослідники Массачусетського технологічного інституту розробили робота-збирача, який поєднує зір і радіочастотне (РЧ) зондування, щоб знаходити та захоплювати об'єкти, навіть якщо вони приховані від очей. Ця технологія може допомогти у впровадженні на складах електронної комерції. 

Останніми роками роботи отримали штучний зір, дотик і навіть нюх. Професор MIT Фадель Адіб заявив: «Дослідники надають роботам людське сприйняття. А ми намагаємося дати роботам надлюдське сприйняття». 

Вчені розробили робота, що використовує радіохвилі, які можуть проходити крізь стіни, щоб виявляти приховані об'єкти. Робот RF-Grasp поєднує це потужне зондування з традиційнішим комп'ютерним зором для виявлення та захоплення предметів, які інакше могли б бути приховані від спостереження. 

Прогрес колись може спростити електронну комерцію на складах або допомогти ботам діставати викрутку з безладного набору інструментів. Дослідження представили у травні 2021 року на Міжнародній конференції IEEE з робототехніки та автоматизації. 

Оскільки електронна комерція продовжує зростати, робота на складах і далі зазвичай є прерогативою людей, а не роботів, попри небезпечні умови праці. Частково це пов'язано з тим, що роботам важко знаходити та захоплювати об'єкти в такому багатолюдному середовищі. Наразі двома перешкодами в цій галузі є сприйняття та вибір. 

Використовуючи лише оптичний зір, роботи не можуть помітити присутність предмета, упакованого в коробку або прихованого за іншим предметом на полиці — видимі світлові хвилі, звісно, не проходять крізь стіни. Але радіохвилі можуть. Протягом десятиліть радіочастотна ідентифікація використовувалася для відстеження всього — від бібліотечних книжок до домашніх тварин. 

Системи РЧ-ідентифікації складаються з двох основних компонентів — зчитувача (рідера) і мітки. Мітка являє собою крихітний комп'ютерний чип, який прикріплюється або, у випадку з домашніми тваринами, імплантується в об'єкт, що відстежується. Потім зчитувач випромінює радіочастотний сигнал, який модулюється міткою і відбивається назад на зчитувач. 

Відбитий сигнал надає інформацію про місцезнаходження та ідентичність позначеного об'єкта. Ця технологія набула популярності в роздрібних ланцюгах постачання — Японія прагне використовувати радіочастотне відстеження майже для всіх роздрібних покупок протягом кількох років. Дослідники зрозуміли, що таке велике розмаїття РЧ може бути благом для роботів, давши їм інший спосіб сприйняття. 

За словами вчених, РЧ — це зовсім інший спосіб сприйняття, ніж зір, тому було б помилкою не дослідити, на що він здатний. Робот RF Grasp використовує камеру та РЧ-зчитувач для пошуку та захоплення позначених об'єктів, навіть якщо вони повністю приховані від огляду камери. Він складається з роботизованої руки, прикріпленої до захоплювальної руки. 

Камера розташована на зап'ясті робота. РЧ-зчитувач не залежить від пристрою і передає інформацію про відстеження в алгоритм керування роботом. Таким чином, робот постійно збирає як дані радіочастотного відстеження, так і візуальну картину свого оточення. Інтеграція цих двох потоків даних у процес прийняття рішень ботом була однією з найсерйозніших проблем, з якими зіткнулися дослідники. 

У кожний момент часу робот має вирішувати, про який із цих потоків важливіше думати. Це не просто координація очей і рук, це координація РЧ, очей і рук. Робот ініціює процес пошуку та вилучення, надсилаючи ехо-запит на РЧ-мітку цільового об'єкта, щоб визначити його місцезнаходження. Послідовність нагадує ситуацію: ви чуєте ззаду сирену і обертаєтеся, щоб подивитися та отримати чіткіше уявлення про джерело цієї сирени. 

Маючи два взаємодоповнювальні органи чуття, RF Grasp прицілюється на цільовий об'єкт. Коли він наближається і навіть починає маніпулювати предметом, зір, який забезпечує набагато тонший дозвіл, ніж РЧ, домінує при прийнятті рішень роботом. 

RF Grasp довів свою ефективність у серії тестів. Порівняно з подібним роботом, оснащеним лише камерою, він міг точно визначати та захоплювати цільовий об'єкт приблизно вдвічі меншим загальним рухом. Крім того, пристрій продемонстрував унікальну здатність «очищати» навколишнє середовище, видаляючи пакувальні матеріали та інші перешкоди на своєму шляху, щоб дістатися до цілі. 

Дослідники стверджують, що це демонструє «несправедливу перевагу» RF Grasp перед роботами без проникного радіочастотного зондування. Колись цей робот зможе на постійній основі працювати на пакувальних складах електронної комерції. Його радіочастотне зондування може навіть миттєво перевірити суть предмета без необхідності маніпулювати ним, знаходити штрих-код і сканувати його. 

Команда вчених також передбачає потенційні можливості застосування робота вдома — наприклад, пошук потрібного шестигранного ключа для складання стільця IKEA. Або ж він допоможе знаходити загублені речі. Робот може перетворитися на супер-Roomba, який знайде ключі, куди б ви їх не поклали.