Għall-bnedmin, li nsibu kartiera mitlufa midfuna taħt munzell ta' oġġetti hija pjuttost sempliċi -- aħna sempliċement inneħħu l-affarijiet mill-munzell sakemm insibu l-kartiera. Iżda għal robot, dan il-kompitu jinvolvi raġunament kumpless dwar il-munzell u l-oġġetti li fih, li jippreżenta sfida qawwija.
Ir-riċerkaturi tal-MIT qabel urew driegħ robotiku li jgħaqqad informazzjoni viżiva u sinjali tal-frekwenza tar-radju (RF) biex isibu oġġetti moħbija li kienu mmarkati b'tikketti RFID (li jirriflettu sinjali mibgħuta minn antenna). Jibnu dak ix-xogħol, issa żviluppaw sistema ġdida li tista 'tirkupra b'mod effiċjenti kwalunkwe oġġett midfun f'munzell. Sakemm xi oġġetti fil-munzell ikollhom tikketti RFID, l-oġġett fil-mira m'għandux għalfejn jiġi mmarkat biex is-sistema tirkupraha.
L-algoritmi wara s-sistema, magħrufa bħala FuseBot, jirraġunaw dwar il-post probabbli u l-orjentazzjoni tal-oġġetti taħt il-munzell. Imbagħad FuseBot isib l-aktar mod effiċjenti biex ineħħi l-oġġetti li jfixklu u jiġbed l-oġġett fil-mira. Dan ir-raġunament ippermetta lil FuseBot biex isib aktar oġġetti moħbija minn sistema ta’ robotika avvanzata, f’nofs il-ħin.
Din il-veloċità tista 'tkun utli speċjalment f'maħżen tal-kummerċ elettroniku. Robot inkarigat li jipproċessa r-ritorni jista 'jsib oġġetti f'munzell mhux magħżul b'mod aktar effiċjenti bis-sistema FuseBot, jgħid l-awtur anzjan Fadel Adib, professur assoċjat fid-Dipartiment tal-Inġinerija Elettrika u Xjenza tal-Kompjuter u direttur tal-grupp Signal Kinetics fil-Media Lab.
"Dak li juri dan id-dokument, għall-ewwel darba, huwa li s-sempliċi preżenza ta' oġġett bl-RFID fl-ambjent tagħmilha ħafna aktar faċli għalik biex tikseb kompiti oħra b'mod aktar effiċjenti. Dan stajna nagħmlu għaliex żidna raġunament multimodali għas-sistema -- FuseBot jista' jirraġuna kemm dwar il-viżjoni kif ukoll dwar l-RF biex jifhem munzell ta 'oġġetti," iżid Adib.
Jingħaqdu ma 'Adib fuq il-karta huma l-assistenti ta' riċerka Tara Boroushaki, li hija l-awtur ewlieni; Laura Dodds; u Nazish Naeem. Ir-riċerka se tiġi ppreżentata fil-konferenza Robotics: Science and Systems.
Tikketti tal-mira
Rapport riċenti tas-suq jindika li aktar minn 90 fil-mija tal-bejjiegħa bl-imnut ta 'l-Istati Uniti issa jużaw tikketti ta' l-RFID, iżda t-teknoloġija mhix universali, li twassal għal sitwazzjonijiet li fihom biss xi oġġetti fil-munzelli huma mmarkati.
Din il-problema ispirat ir-riċerka tal-grupp.
B'FuseBot, driegħ robotiku juża kamera tal-vidjo mehmuża u antenna RF biex jirkupra oġġett fil-mira mhux tikkettat minn munzell imħallat. Is-sistema tiskennja l-munzell bil-kamera tagħha biex toħloq mudell 3D tal-ambjent. Fl-istess ħin, jibgħat sinjali mill-antenna tiegħu biex jillokalizza t-tikketti RFID. Dawn il-mewġ tar-radju jistgħu jgħaddu mill-biċċa l-kbira ta 'l-uċuħ solidi, sabiex ir-robot jista' "jara" fil-fond fil-munzell. Peress li l-oġġett fil-mira mhuwiex ittikkettat, FuseBot jaf li l-oġġett ma jistax jinstab fl-istess post eżatt bħal tag RFID.
L-algoritmi jingħaqdu din l-informazzjoni biex jaġġornaw il-mudell 3D tal-ambjent u jenfasizzaw postijiet potenzjali tal-oġġett fil-mira; ir-robot jaf id-daqs u l-għamla tiegħu. Imbagħad is-sistema tirraġuna dwar l-oġġetti fil-munzell u l-postijiet tat-tikketta RFID biex tiddetermina liema oġġett tneħħi, bil-għan li ssib l-oġġett fil-mira bl-inqas movimenti.
Kien ta 'sfida li jiġi inkorporat dan ir-raġunament fis-sistema, jgħid Boroushaki.
Ir-robot mhuwiex ċert kif l-oġġetti huma orjentati taħt il-munzell, jew kif oġġett squishy jista 'jiġi deformat minn oġġetti itqal jagħfsu fuqu. Jegħleb din l-isfida b'raġunament probabilistiku, billi juża dak li jaf dwar id-daqs u l-għamla ta 'oġġett u l-post tat-tikketta RFID tiegħu biex jimmudella l-ispazju 3D li x'aktarx jokkupa l-oġġett.
Peress li jneħħi l-oġġetti, juża wkoll ir-raġunament biex jiddeċiedi liema oġġett ikun "l-aħjar" li jneħħi li jmiss.
"Jekk nagħti lill-bniedem munzell oġġetti biex ifittex, x'aktarx li jneħħi l-akbar oġġett l-ewwel biex jaraw x'hemm taħtu. Dak li jagħmel ir-robot huwa simili, iżda jinkorpora wkoll informazzjoni RFID biex tieħu deċiżjoni aktar infurmata. Hija jistaqsi, 'Kemm se jifhem aktar dwar dan il-munzell jekk ineħħi dan l-oġġett mill-wiċċ?'" jgħid Boroushaki.
Wara li jneħħi oġġett, ir-robot jerġa' jiskenja l-munzell u juża informazzjoni ġdida biex jottimizza l-istrateġija tiegħu.
Riżultati ta' rkupru
Dan ir-raġunament, kif ukoll l-użu tiegħu ta 'sinjali RF, taw vantaġġ lil FuseBot fuq sistema avvanzata li użat biss viżjoni. It-tim mexxa aktar minn 180 prova sperimentali uża armi robotiċi reali u munzelli b'oġġetti tad-dar, bħal provvisti għall-uffiċċju, annimali mimlijin, u ħwejjeġ. Huma varjaw id-daqsijiet tal-munzelli u n-numru ta 'oġġetti mmarkati bl-RFID f'kull munzell.
FuseBot estratt l-oġġett fil-mira b'suċċess 95 fil-mija tal-ħin, meta mqabbel ma '84 fil-mija għas-sistema robotika l-oħra. Dan wettaq billi uża 40 fil-mija inqas movimenti, u kien kapaċi jillokalizza u jirkupra oġġetti mmirati aktar minn darbtejn aktar malajr.
"Aħna naraw titjib kbir fir-rata ta 'suċċess billi nkorporaw din l-informazzjoni RF. Kien eċċitanti wkoll li naraw li stajna nqabblu l-prestazzjoni tas-sistema preċedenti tagħna, u naqbżuha f'xenarji fejn l-oġġett fil-mira ma kellux RFID tag, "jgħid Dodds.
FuseBot jista 'jiġi applikat f'varjetà ta' settings minħabba li s-softwer li jwettaq ir-raġunament kumpless tiegħu jista 'jiġi implimentat fuq kwalunkwe kompjuter -- jeħtieġ biss li jikkomunika ma' driegħ robotiku li għandu kamera u antenna, iżid Boroushaki.
Fil-futur qarib, ir-riċerkaturi qed jippjanaw li jinkorporaw mudelli aktar kumplessi f'FuseBot sabiex iwettaq aħjar fuq oġġetti deformabbli. Lil hinn minn dan, huma interessati li jesploraw manipulazzjonijiet differenti, bħal driegħ robotiku li jimbotta oġġetti 'l barra. Iterazzjonijiet futuri tas-sistema jistgħu jintużaw ukoll ma 'robot mobbli li jfittex munzelli multipli għal oġġetti mitlufa.
Dan ix-xogħol kien iffinanzjat, parzjalment, mill-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza, Sloan Research Fellowship, NTT DATA, Toppan, Toppan Forms, u l-MIT Media Lab.