Стратегии тактильного зондирования и логических рассуждений помогают роботу распознавать и классифицировать объекты

Успешная сортировка мусора с помощью интеллектуальной тактильной системы робота.Кредит: Цянь Мао и Ронг Чжу

Тем не менее, зондирование часто сбивается с толку, когда его представляют объекты, сходные по размеру и форме, или объекты, неизвестные роботу.Другие факторы, ограничительные для восприятия робота, включают фоновый шум и один и тот же тип объекта с разными формами и размерами.

В обзорах прикладной физики исследователи из Университета Цинхуа работали, чтобы преодолеть трудности роботизированного признания различных общих, но сложных предметов.

Люди обладают множеством различных типов сенсорного ощущения, одним из которых является тепловое ощущение.Это позволяет нам ощущать дует ветер, воспринимать горячий и холодный и различать типы вещей, такие как древесина и металл, из -за различных полученных ощущений охлаждения.

Исследователи стремились имитировать эту способность путем разработки метода роботизированного тактильного зондирования, который включал тепловые ощущения для более надежного и точного обнаружения объектов.

«Мы предлагаем использовать пространственно-временное тактильное зондирование во время ручной работы, чтобы расширить роботизированную функцию и способность одновременно воспринимать многооттротные аттрибуты схваченного объекта, включая теплопроводность, тепловую диффузию, шероховатость поверхности, контактное давление и температуру»,-сказал автор Ронг Чжу.

Команда создала многослойный датчик с обнаружением материала на поверхности и чувствительностью давления на дне, с пористым средним слоем, чувствительным к тепловым изменениям.Они соединили этот датчик с эффективным алгоритмом классификации каскадной классификации, который исключает типы объектов по порядку, от простых до жестких, начиная с простых категорий, таких как пустые коробки, прежде чем переходить к апельсиновым кожурам или отходам ткани.

Чтобы проверить возможности своего метода, команда создала интеллектуальную тактильную систему робота для сортировки мусора.Робот поднял ряд общих предметов мусора, в том числе пустые коробки, отходы хлеба, пластиковые пакеты, пластиковые бутылки, салфетки, губки, апельсиновую кожуру и препараты с истекшим сроком действия.Он отсортировал мусор в отдельные контейнеры для вторсырье, пищевых отходов, опасных отходов и других отходов.

Их система достигла точности классификации 98,85% при распознавании разнообразных мусорных объектов, которые не встречались ранее.Это успешное поведение сортировки мусора может значительно снизить человеческий труд в реальных сценариях и обеспечить широкую применимость для интеллектуальных технологий жизни.

Будущие исследования в этой области будут сосредоточены на улучшении роботизированного воплощенного интеллекта и автономной реализации.

«Кроме того, путем объединения этого датчика с технологией раздела интерфейс мозга, тактильная информация, собранная датчиком, может быть преобразована в нервные сигналы, приемлемые для человеческого мозга, что обеспечивая возможности тактильного восприятия для людей с ограниченными возможностями руки»,-сказал Чжу.

More information: Enhanced robotic tactile perception with spatiotemporal sensing and logical reasoning for robust object recognition, Applied Physics Reviews (2024). DOI: 10.1063/5.0176343