Mão robótica altamente hábil pode operar no escuro

Universidade de Columbia, Nova York, NY

Pesquisadores da Columbia Engineering demonstraram uma mão robótica altamente hábil, que combina um sentido avançado de tato com algoritmos de aprendizagem motora para atingir um alto nível de destreza.

Para demonstrar sua habilidade, a equipe escolheu uma tarefa de manipulação difícil: executar uma rotação arbitrariamente grande de um objeto agarrado de forma irregular, mantendo sempre o objeto em uma posição estável e segura. A mão não só foi capaz de realizar esta tarefa, mas também o fez sem qualquer feedback visual – com base apenas na detecção do toque. Além disso, a mão funcionou sem câmeras externas, por isso é imune a iluminação, oclusão ou problemas semelhantes.

“Embora a nossa demonstração tenha sido uma tarefa de prova de conceito, destinada a ilustrar as capacidades da mão, acreditamos que este nível de destreza abrirá aplicações inteiramente novas para a manipulação robótica no mundo real”, disse o Professor Associado Matei Ciocarlie. . “Algumas das utilizações mais imediatas poderão ser na logística e no manuseamento de materiais, ajudando a aliviar problemas da cadeia de abastecimento como os que têm atormentado a nossa economia nos últimos anos, e na produção avançada e montagem em fábricas.”

Os pesquisadores projetaram e construíram uma mão robótica com cinco dedos e 15 articulações acionadas de forma independente – cada dedo foi equipado com a tecnologia de detecção de toque da equipe. O próximo passo foi testar a capacidade da mão tátil de realizar tarefas complexas de manipulação. Para fazer isso, eles usaram um método chamado aprendizagem por reforço profundo, complementado com novos algoritmos que desenvolveram para a exploração eficaz de possíveis estratégias motoras.

A entrada para os algoritmos de aprendizagem motora consistiu exclusivamente nos dados táteis e proprioceptivos da equipe, sem qualquer visão. Usando a simulação como campo de treinamento, o robô completou aproximadamente um ano de prática em apenas algumas horas, graças aos modernos simuladores de física e processadores altamente paralelos. Os pesquisadores então transferiram essa habilidade de manipulação treinada em simulação para a mão real do robô, que foi capaz de atingir o nível de destreza previsto.

“O objetivo direcional para o campo continua sendo a robótica assistencial em casa, o campo de provas definitivo para a verdadeira destreza. Neste estudo, mostramos que as mãos robóticas também podem ser altamente hábeis com base apenas na detecção do toque. Assim que adicionarmos também feedback visual junto com o toque, esperamos ser capazes de alcançar ainda mais destreza e um dia começar a nos aproximar da replicação da mão humana”, disse Ciocarlie.

Ciocarlie observou que um robô físico útil no mundo real precisa tanto de inteligência abstrata e semântica quanto de inteligência incorporada. Grandes modelos de linguagem, como o GPT-4 da OpenAI ou o PALM do Google, visam fornecer o primeiro, enquanto a destreza na manipulação alcançada neste estudo representa avanços complementares no último.

Para obter mais informações, entre em contato com Holly Evarts em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para visualizá-lo.; 212-854-3206.

Este artigo foi publicado pela primeira vez na edição de agosto de 2023 da Tech Briefs Magazine.

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