維也納工業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)近日取得了突破性進(jìn)展，他們開(kāi)發(fā)出一種具備自學(xué)能力的機(jī)器人，能夠通過(guò)模仿人類來(lái)執(zhí)行如清潔洗臉盆等簡(jiǎn)單任務(wù)。
對(duì)于機(jī)器人技術(shù)而言，清潔洗臉盆這一任務(wù)并不簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)方法需要對(duì)洗臉盆的復(fù)雜形狀進(jìn)行精確數(shù)學(xué)建模，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。然而，該研究團(tuán)隊(duì)巧妙地結(jié)合了人類示范和觸覺(jué)數(shù)據(jù)，讓機(jī)器人通過(guò)模仿人類動(dòng)作來(lái)學(xué)習(xí)清潔技巧，從而大幅簡(jiǎn)化了編程過(guò)程。
這種新型學(xué)習(xí)方法的應(yīng)用范圍不僅局限于家庭清潔領(lǐng)域。研究人員指出，它同樣適用于工業(yè)生產(chǎn)中的多種任務(wù)，如拋光、噴漆、打磨和涂膠等，具有廣闊的應(yīng)用前景。
維也納工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化與控制研究所的Andreas Kugi教授表示：“雖然用相機(jī)捕捉洗臉盆的幾何形狀并不困難，但真正的挑戰(zhàn)在于教會(huì)機(jī)器人如何根據(jù)不同的表面選擇合適的運(yùn)動(dòng)方式。這包括確定運(yùn)動(dòng)速度、角度和力度等關(guān)鍵參數(shù)?！?/p>
這種機(jī)器人學(xué)習(xí)方法與人類學(xué)習(xí)新技能的過(guò)程有著異曲同工之妙。特別是在需要?jiǎng)邮植僮鞯募寄芊矫妫@種相似性體現(xiàn)得尤為明顯。
研究團(tuán)隊(duì)中的Christian Hartl-Nesic，作為工業(yè)機(jī)器人小組的負(fù)責(zé)人，他解釋說(shuō)：“我們想要找到一種方法，讓機(jī)器人能夠像車間里的徒弟一樣，在師傅的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)新技能。比如，師傅會(huì)告訴徒弟在哪個(gè)位置需要用力按壓。”
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究團(tuán)隊(duì)專門開(kāi)發(fā)了一種傳感器浸漬海綿作為清潔工具。在人類“老師”的示范過(guò)程中，通過(guò)力傳感器和跟蹤標(biāo)記，機(jī)器人能夠收集到大量關(guān)于如何正確清潔的數(shù)據(jù)。
Hartl-Nesic進(jìn)一步解釋道：“我們只需要進(jìn)行幾次示范，就可以生成足夠的數(shù)據(jù)供機(jī)器人學(xué)習(xí)。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理和分析，機(jī)器人能夠逐漸理解并掌握正確的清潔方式?！?/p>
研究團(tuán)隊(duì)還采用了一種創(chuàng)新的數(shù)據(jù)處理策略，使機(jī)器人能夠在僅學(xué)習(xí)過(guò)清潔水槽邊緣的基礎(chǔ)上，有效地清潔整個(gè)水槽或其他具有復(fù)雜表面的物體。
博士生Christoph Unger在解釋機(jī)器人的學(xué)習(xí)能力時(shí)提到：“機(jī)器人已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何根據(jù)表面的形狀調(diào)整握海綿的方式，并能夠在彎曲區(qū)域和平坦表面施加恰當(dāng)?shù)牧Χ?。?/p>
未來(lái)，這些機(jī)器人有望被安裝在移動(dòng)平臺(tái)上，成為車間環(huán)境中的得力助手。更令人期待的是，它們還能夠?qū)⒆陨淼膶W(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)傳授給其他機(jī)器人，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間的知識(shí)共享與傳遞。
