Перевозка вещей при переезде — почти головоломка: нужно уложить всё так, чтобы ничего не сдвинулось, не упало и не развалилось в пути. Человек справляется с балансировкой автоматически — благодаря тонкому взаимодействию мускулов и вестибулярного аппарата. А вот роботам такое даётся куда сложнее. Чтобы остаться на ногах и не уронить груз, им приходится одновременно отслеживать и собственную позу, и положение предмета. Исследователи из департамента машиностроения Университета Карнеги-Меллона предложили решение: они создали тактильный сенсор, который позволяет четвероногому роботу переносить незафиксированные цилиндрические объекты на спине — и делать это на больших дистанциях.
Ранее подобные роботы могли перевозить только предметы, уложенные в коробки или контейнеры. Это сильно ограничивало форму и размеры груза. Новая система LocoTouch — это плотная матрица распределённых тактильных датчиков, покрывающая всю «спину» робопса. Она сообщает машине, как именно лежит объект, сместился ли он и в каком направлении. На основе этих данных робот корректирует движение, сохраняя устойчивость и удерживая груз на месте.
Как это работает
По словам Чанги Лина, аспиранта Safe AI Lab, сенсорный слой представляет собой пьезорезистивную плёнку между двумя тканевыми электродами. Каждый чувствительный элемент расположен на пересечении электродов. Если предмет смещается и деформирует плёнку, сопротивление в точке меняется — и система тут же фиксирует это.
Дальше вступает в дело обучение с подкреплением. Команда создала более 4000 цифровых двойников робота и натренировала их на самых разных сценариях: скольжении груза, наклонах, рывках. Навыки, полученные в виртуальной среде, без доработки перенеслись на реального робота.
В лаборатории машина уверенно обходила конусы, переходила препятствия, выдерживала внешние толчки и доставляла предметы разных форм и размеров на дистанцию свыше 60 метров.
Зачем это нужно
«Роботы должны работать на людей — а значит, им нужно уметь воспринимать мир примерно так же, как мы», — объясняет Дин Чжао, профессор машиностроения. LocoTouch — первая система тактильного ощущения, установленная на четвероногий робот, и исследователи уже думают о масштабировании технологии на весь корпус.
В будущем такие сенсоры могут стать основой домашних помощников. Но и за пределами дома применения хватает: от доставки диагностических датчиков в труднодоступные зоны для мониторинга оползней до использования в больницах и на производстве.
