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kaiyun网站-手指也能滚动?斯坦福会摇骰子拧瓶盖的机械手出 V2 了
时间:2023-11-21

你印象中的「机械手」能做甚么?

能把场上的球捡到筐里。

能将小方块垒起来。

还能转笔。

但全部进程看上去仿佛还不算特殊流利矫捷。

为使机械人更好地完成定位和抓取物体的使命,斯坦福年夜学研究人员设计出了一种机械手。分歧在传统机械手,其“指尖”为铰接式的自动驱动滚轮,自由度(DoF)为 3,可实现对物体无穷的扭转与抓握。论文入围了四年夜奖项,终究斩获最好学生论文奖(Best Student Paper Award)和最好机械人节制论文奖(Robot Manipulation)。

更使人欣喜的是,这类矫捷kaiyunapp下载安装机械手的进级版 V2 也已问世——将 Vkaiyun官方网站手机网1 指尖部门的圆柱形滚轮换成蓝色小球,从而增添系统的不变性。

1、从立体到平面的无穷抓握与扭转

先来看看 V1 表示若何。

轻轻松松扭转有棱角的立方体,好比向大师展现一下骰子的 6 个面。

再表演一个拧瓶盖。

有时我们没法一会儿拿起桌子上的纸,看看机械手能不克不及做到。

此中一只“手指”累了想歇一歇,也能够轻松抓起篮球向分歧标的目的移动。

那末 V2 表示若何呢?

看上去就像一个轻松一怼就可以把小球抓起来的抓娃娃机爪子。

抓起来的小球可以在手中 360 度扭转,这矫捷度可真是接近人手了。

2、三根“手指”,九个关节

如许矫捷的装配,背后的道理若何?

据领会,研究团队经由过程设计定制的硬编码节制方案和仿人进修,成功地推导了瞬时活动学方程、实现了机械手对物体的操作。

不难看出,斯坦福研究团队的这只机械手有三根“手指”,每根“手指”的自由度都为 3,我们可以将其理解为三个特定功能的关节:

其一,用在从头定向物体的枢转活动;

其二,用在移动物体的持续转动活动;

其三,用在手指抓取必然尺寸、外形的物体。

【V1 的根基组织】

【V2 的根基组织】

那末,如许的装配是若何运转的呢?

研究人员开辟定制 API,将硬件信息毗连到节制算法或用户输入。这里所说的信息就首要包罗了各关节的位置、Base Joint 的电流极限和马达的节制参数。

事实上,要设计、组装一个机械人,天然需要很多组件,例如作为机械人年夜脑的节制器、充任认知的传感器等等。而建造机械人的关节,一般环境下城市用到机电,其特点就是价钱不高、且易在节制。

是以,在这一设计中,研究团队就选用了韩国制造商 ROBOTIS 开辟的高机能 Dynamixel 机电,其电流kaiyun官方网站下载用在设置 Base Joint 的刚度和丈量物体节制进程中每根“手指”感触感染到的力。

而为了更好地节制机电,同时处置与高级 API 的通讯,研究团队还用到了一个基在 USB 的微节制器 Teensy 3.6。

现实上,两个版本首要的差别在在“指尖”部门——V2 置有球形滚筒,而 V1 的滚筒呈圆柱状。这一设计背后的目标在在对系统不变性的晋升。进级后,滚筒非论若何定向,接触点都是可以猜测的。另外,V2 枢轴规模更年夜,为 180 度,而 V1 枢轴规模仅为 90 度。

值得一提的是,在外不雅上,非论是 V1 仍是 V2,这类机械手并没有继续沿袭以往拟人化的设计思绪,用 IEEE 的话说就是将其“扔出了窗外”。不外,对照之前的一些机械手设计,这一设计也并不是是完全独树一帜的。

但这一设计的立异点就在在——“手指”无需颠末复杂的从头定位进程,便可包管捉住物体以后还能对物体进行扭转。

据领会,论文合著者之一 Shenli Yuan 和其团队有关机械手 V1 的论文遭到了机械人范畴顶会国际机械人与主动化会议(IEEE International Conference on Robotics and Automation,ICRA)的存眷。ICRA 2020 设有 12 个奖项,而 Shenli Yuan 团队入围了 4 个奖项,终究取得了最好学生论文奖和最好机械人节制论文奖。

可见,基在 V1 的进级版 V2 天然也有不小的意义,不外机械手的成长照旧道阻且长,正如 Shenli Yuan 接管 IEEE 采访时所说:

拟人化机械手是个值得研究的标的目的,但机械手要想真正到达人手的工致水平,还很长的路要走。我们提出如许一种设计,是想摸索假如不受拟人化的限制,机械手可以有甚么怪异的能力,有无甚么使命是人手做不到的,而机械手可以完成。另外,就很多使命而言,测验考试和模拟人手纷歧定是最优解。或许在 20-50 年后,当机械手成长得更好的时辰,它们看起来就不会那末像人手了。

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