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剝香蕉的機(jī)器人 圖片來源：Heecheol Kim
根據(jù)近日發(fā)表于預(yù)印本平臺arXiv的一篇論文，一個(gè)經(jīng)過機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練的機(jī)器人可以模仿人類成功地剝香蕉，而不會把它撕成碎片。
處理柔軟的水果對機(jī)器人來說是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)闄C(jī)器人通常缺乏在不破壞物品的情況下處理它們的靈巧性和細(xì)微的觸感。水果形狀參差不齊，即使是同一種水果，形狀也會有很大差異——這會擾亂計(jì)算機(jī)視覺算法，而視覺算法通常充當(dāng)機(jī)器人的大腦。
日本東京大學(xué)的Heecheol Kim和同事開發(fā)了一種為機(jī)器人提供動力的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它有兩個(gè)手臂和兩只手，用兩個(gè)“手指”抓東西。
首先，一個(gè)人操作機(jī)器人為數(shù)百根香蕉剝皮，通過811分鐘的演示數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器人自己完成這件事。這項(xiàng)任務(wù)被分為9個(gè)階段，從抓住香蕉到用一只手把它從桌子上拿起來，用另一只手抓住香蕉的一頭，剝開香蕉皮，然后移動香蕉，以便剝掉剩下的皮。
對于不太可能損壞香蕉的大范圍運(yùn)動，機(jī)器學(xué)習(xí)模型繪制出一條軌跡，模仿人類不需要太多思考的動作。但當(dāng)需要手臂精確操縱香蕉時(shí)，系統(tǒng)會切換到反應(yīng)式方法，對環(huán)境中的意外變化做出響應(yīng)。
在測試中，該機(jī)器人剝香蕉皮的成功率為57%。整個(gè)過程不到3分鐘。
英國謝菲爾德大學(xué)的Jonathan Aitken說：“在這個(gè)案例中，真正有趣的是，人類使用靈巧的手的過程已經(jīng)通過深度模仿學(xué)習(xí)應(yīng)用于機(jī)器人系統(tǒng)的訓(xùn)練中�！�
Kim表示，團(tuán)隊(duì)的方法具有數(shù)據(jù)高效性，因?yàn)樗褂昧?3小時(shí)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，而不是數(shù)百或數(shù)千小時(shí)的�！八匀恍枰罅堪嘿F的GPU（圖形處理單元），但我們可以減少大量的計(jì)算量�！�
Aitken想看看機(jī)器人是如何處理更“畸形”的水果的。但他說，如果有更好的運(yùn)動控制，它可能會工作得更好。然而，這項(xiàng)技術(shù)不會簡單地用于香蕉，其目標(biāo)是訓(xùn)練一個(gè)系統(tǒng)，使其能夠更普遍地處理需要精細(xì)運(yùn)動技能的任務(wù)。
相關(guān)論文信息：https：//doi.org/10.48550/arXiv.2203.09749
