MIT Ungkapkan Jari Robot 'Digger Finger' yang Mendeteksi Objek Terdam dengan Sensor Taktil
Kehilangan sesuatu di pantai? "Digger Finger" dari MIT menggali melalui pasir dan kerikil untuk mendeteksi objek yang tertedam.
Dilengkapi dengan sensori taktil, perangkat kecil seperti jari ini nanti dapat dipasang pada lengan robot dan digunakan untuk mendeteksi kabel bawah tanah atau bahkan peledak.
Penelitian dari tim MIT akan disajikan di Simposium Internasional Robotika Eksperimen berikutnya .
Untuk mendeteksi objek 3D yang dicetak dalam pasir dan beras kasar, tim di Laboratorium Ilmu Komputer dan Kecerdasan Buatan MIT (CSAIL) mengecilkan sensor taktil mereka yang disebut GelSight , yang dibangun pada 2017.
GelSight asli (dan lebih besar) memiliki gel benar-benar jelas yang dilapisi membran reflektif yang merubah bentuk saat objek menekannya (lihat contoh perubahan bentuk di video di atas). Tiga warna lampu LED dan kamera berada di belakang sensor.
Lampu menyinari gel dan pada membran, sementara kamera mengumpulkan pola refleksi membran. Algoritma visi komputer kemudian mengekstrak bentuk 3D dari area kontak di mana jari lunak menyentuh objek.
Untuk mengurangi ukuran sensor GelSight agar cocok dengan Jari Robot Digger, tim MIT memulai dengan desain baru: Para peneliti membuat struktur lebih silinder, dan dengan ujung berlandas.
Kemudian, insinyur mengganti dua pertiga lampu LED dengan kombinasi lampu LED biru dan cat fluoresien berwarna. Hasil akhir: perangkat seukuran ujung jari dengan membran sensori taktil sekitar 2 sentimeter persegi.
Tim menggunakan getaran mekanis untuk membantu "mencairkan" beras dan pasir sehingga Digger dapat menggali tanpa materi gumpal yang menyumbat mesin.
"Kami ingin melihat bagaimana getaran mekanis membantu menggali lebih dalam dan melewati macet," kata Radhen Patel, postdoc di Laboratorium Ilmu Komputer dan Kecerdasan Buatan MIT (CSAIL) . "Kami menjalankan motor getaran pada tegangan operasi yang berbeda, yang mengubah amplitudo dan frekuensi getaran."
Pasir yang terperangkap lebih sulit dibersihkan daripada beras, menurut para penemu, meskipun ukuran butiran yang kecil berarti Jari Digger masih dapat merasakan kontur umum objek target.
Patel mengatakan bahwa operator akan harus menyesuaikan pola gerakan Jari Digger untuk pengaturan yang berbeda "bergantung pada jenis media dan pada ukuran dan bentuk butiran."
Dalam Q&A singkat di bawah ini, Patel memberitahu Tech Briefs bagaimana timnya berencana untuk mengoptimalkan kemampuan Jari Digger untuk menavigasi berbagai media.
Tech Briefs: Apakah jari robot dapat memiliki perasaan sentuhan seperti manusia?
Radhen Patel: Perasaan sentuhan manusia sangat dimensi. Ini terdiri dari beberapa jenis modalitas sensori, yang beroperasi pada kecepatan dan resolusi yang berbeda. Luar biasa, hanya satu set dari mereka yang sebenarnya digunakan untuk serangkaian tugas tertentu. Kami tidak menggunakan semuanya sepanjang waktu. Jadi ada banyak informasi yang mengganggu yang tersedia yang harus diproses untuk tugas tertentu.
Jari robot, juga, terus-menerus merasakan informasi yang tidak relevan melalui perasaan sentuhan mereka — misalnya saat meraih atau menempatkan objek di ruang yang ramai. Dalam hal menemukan objek yang tertedam, "informasi yang mengganggu" secara alami adalah perasaan partikel media gumpal di ujung jari tempat objek tertedam.
Lebih Banyak Robotika dan Sensor di Tech Briefs
Sistem navigasi dari UC San Diego memandu robot melalui area terramai di rumah sakit: Ruang Darurat.
Kaki eksoskeleton baru dapat "berpikir" dan membuat keputusan kontrol sendiri menggunakan teknologi kecerdasan buatan (AI) yang canggih.
Sensor wearable mendeteksi gas beracun, dengan hologram.
Tech Briefs: Dari sudut pandang teknologi, bagaimana Jari Digger "mengetahui" objek target dari, misalnya, batu, atau gumpal beras?
Radhen Patel: Kami melatih model pembelajaran dalam (jaringan saraf konvolusional) pada data citra [citra RGB dari kamera di dalam Jari Digger] untuk mengidentifikasi atau mengklasifikasi objek target di antara gumpal beras dan pasir.
Tech Briefs: Bagaimana desain ini berbeda dari alternatif robot pencarian dan penyelamatan sebelumnya?
Radhen Patel: Komponen penting Jari Digger termasuk kamera, sistem iluminasi (lampu LED dan cat fluoresien), cermin, membran gel yang transparan dari satu sisi dan memiliki cat reflektif di sisi lain, dan inti silinder transparan terbuat dari akrilik yang memegang semua komponen di atas.
Kami melihat desain saat ini Jari Digger sebagai tambahan pada robot pencarian dan penyelamatan yang ada yang akan mengizinkan apendiks mereka untuk memasuki ruang sempit dan merasakan kontak dengan resolusi yang halus.
Tech Briefs: Apa selanjutnya? Apa yang akan Anda kerjakan dengan Jari Digger ini?
Radhen Patel: Ada banyak pekerjaan yang masih perlu dilakukan. Dari sisi desain, kami ingin membuat Jari Digger lebih tangguh terhadap abrasi yang timbul dari proses penggalian, terutama pada membran gel. Kami juga ingin merancang gripper dengan beberapa Jari Digger sebagai appendiks taktil dan menjelajahi berbagai strategi eksplorasi taktil untuk lebih baik mengidentifikasi dan memanipulasi objek yang tertedam.
Tech Briefs: Aplikasi mana yang paling menarik bagi Anda, saat Anda memikirkan bagaimana Jari Digger dapat digunakan?
Radhen Patel: Kami menemukan mengidentifikasi dan membedakan kontak di ruang yang ramai sebagai aplikasi yang paling menarik. Ini termasuk menonaktifkan peledak yang tertedam di bawah tanah atau mengambil dan menempatkan objek di ruang yang ramai seperti kantong belanja.
Peneliti lain dalam studi ini meliputi mahasiswa PhD CSAIL Branden Romero, mahasiswa PhD Harvard University Nancy Ouyang, dan Edward Adelson, profesor John dan Dorothy Wilson Ilmu Visi di CSAIL dan Departemen Ilmu Otak dan Kognitif.
Apa pendapat Anda? Berbagi pertanyaan dan komentar Anda di bawah.
