Qual é a aparência de um braço robótico projetado para “interação humano-computador”?

Este braço robótico se concentra em ser “seguro” e “flexível” e é ainda mais leve que um braço humano. É um robô de dois braços da Coreia do Sul - Ambidex.

Em 2019, apresentamos seu protótipo, desenvolvido pela NAVER LABS. Sua controladora NAVER é conhecida como o "Google da Coreia do Sul".
Naquela época, o Ambidex só tinha dois braços. Quando nos encontramos novamente depois de 5 anos, parecia mais um humano.

A maior mudança é que com cabeça + tronco + cintura, a amplitude de movimento e a estabilidade melhoraram bastante.

A Ambidex também atualizou seus dispositivos hápticos e agora pode realizar tarefas mais complexas, como ajudar seus “colegas” a lavar o rosto:

Também sou uma boa mão na cozinha. Vou descascar uma batata doce para você comer:

Se você não tem nada para fazer, vamos nos divertir e jogar tênis de mesa:

▍Acionamento por cabo + novo design de estilo minimalista

O braço AMBIDEX usa um mecanismo acionado por cabo que coloca todos os atuadores resistentes nos ombros e partes do corpo, o que reduz o peso do braço. Um único braço robótico pesa apenas 2,6 kg, o que é mais leve que o braço de um homem adulto.

Um braço mais leve representa segurança e flexibilidade, permitindo interagir com segurança com as pessoas, como abraçar e apertar mãos:

Apesar do seu peso leve, o AMBIDEX pode suportar um peso de 3kg e funcionar a uma velocidade máxima de 5m/s.

Assim como o braço humano, o braço Ambidex também possui 7 graus de liberdade articulares. As autoridades dizem que o seu mecanismo inovador pode aumentar simultaneamente a força e a resistência de cada articulação, permitindo o mesmo nível de controlo, desempenho e precisão dos robôs industriais!

Depois de adicionar novos designs de cabeça, tronco e cintura, o Ambidex parece mais legal. No entanto, o NAVER LABS disse que não queria sacrificar a eficiência da pesquisa em prol da imagem externa, por isso adotou um “estilo minimalista” na aparência. O design utiliza áreas pretas para ocultar sensores e componentes aparafusados, reduzindo a complexidade visual.

Ao mesmo tempo, considerando a movimentação do robô e a comodidade de montagem, a NAVER LABS minimizou a configuração da tampa e focou nos detalhes da linha de partição para que a tampa possa ser separada, retendo a fiação e reinterpretando-a como um elemento de design , durante a exibição Mantendo a estrutura básica, maximiza o equilíbrio visual geral e a unidade.

A NAVER LABS ainda não anunciou mais destaques técnicos do “Humanoid Ambidex”, mas os movimentos parecem mais suaves e flexíveis.

▍Aprenda a “inteligência física” humana

Observe com atenção, quando Ambidex realiza várias tarefas, há um funcionário atrás dele que esconde sua fama e conquistas:

Parece que a equipe está controlando a Ambidex, mas na verdade a Ambidex está aprendendo a “inteligência física” humana. Ao contrário da maioria dos braços robóticos que se movem com base em informações de posição pré-introduzidas, o Ambidex foi projetado para “interação homem-computador” e deve garantir segurança absoluta em tarefas diárias não estruturadas.

Então, o que é a inteligência física humana? NAVER LABS disse: Além das atividades conscientes quando os humanos interagem com o ambiente externo, há muitas coisas que são inconscientes. Por exemplo: ao espalhar geléia, os humanos não consideram cada movimento dos dedos ou a pequena força exercida no pulso e nos dedos. O conhecimento e a inteligência baseados nesta experiência física são chamados de “inteligência física”.

Para transmitir “inteligência física” aos robôs, a NAVER LABS desenvolveu um dispositivo tátil. Ao contrário dos dispositivos de controle comuns, o dispositivo tátil da Ambidex fornece dados de posição e força de maneira bilateral. Não só permite ao usuário enviar comandos ao robô para mover sua posição, mas também permite ao usuário sentir as forças que o robô está experimentando. As pessoas controlam os robôs através de dispositivos táteis para realizar tarefas e, ao mesmo tempo, os robôs adquirem indiretamente a inteligência física humana.

▍Atualizações de equipamentos táteis, desde descascar batata-doce até jogar tênis de mesa.

Vamos ver como a Ambidex usa dispositivos táteis para descascar batata-doce:

Embora pareça simples, toda a ação é realizada pelo controle de força do robô e pela transmissão bilateral de força do dispositivo háptico. Se algum deles não funcionar corretamente, será exercido atrito excessivo entre a faca e a batata, podendo danificar o ingrediente, a ferramenta ou o próprio robô.

“Peeling Sweet Potatoes” mostra apenas o dispositivo tátil de primeira geração da Ambidex, que foi posteriormente atualizado pela NAVER LABS. O Haptic Device 2.0 possui um espaço de movimento maior e o desempenho da tarefa para movimentos complexos e detalhados também foi significativamente melhorado, incluindo: a velocidade com que o robô responde aos movimentos do operador e a eficiência com que os usuários sentem as forças sentidas pelo robô .

O dispositivo háptico atualizado pode realizar tarefas complexas que envolvem movimentos rápidos, como jogar tênis de mesa, onde a raquete deve ser posicionada rapidamente na posição correta para se alinhar com a bola que chega.

No momento do impacto (quando a bola é rebatida), ela deve estar se movendo com velocidade suficiente e na direção correta. Se a inércia do dispositivo háptico fosse um pouco maior, ou se houvesse um atraso na transferência da magnitude e direção da força do movimento humano para o robô, a demonstração do pingue-pongue não teria sucesso.

Embora o Ambidex ainda não tenha alcançado a execução autônoma de tarefas, talvez esse dia não esteja muito longe, porque o objetivo do NAVER LABS é usar dispositivos hápticos bilaterais como uma ferramenta eficaz para coletar dados de treinamento de alta qualidade para melhorar o nível de inteligência do Ambidex. e, finalmente, alcançar a execução autônoma. Tarefa.

▍Conclusão

O roteiro tecnológico da NAVER LABS para Ambidex é claramente visível. Coleta de dados de interação humano-computador de alta qualidade por meio de dispositivos táteis bilaterais para treinar o modelo inteligente do robô. Esta ideia de “aprendizagem colaborativa homem-máquina” pode ser considerada uma importante inovação tecnológica.

Do ponto de vista da implementação técnica, a qualidade e a riqueza dos dados coletados por dispositivos táteis bilaterais afetarão diretamente o desempenho dos algoritmos inteligentes dos robôs. O NAVER LABS precisa ser otimizado ainda mais no design de hardware, seleção de sensores, processamento de sinal e outros aspectos para garantir a precisão, o tempo real e a diversidade dos dados. Ao mesmo tempo, como conceber uma estrutura de aprendizagem automática eficiente para extrair padrões comportamentais comuns e estratégias de tomada de decisão a partir de dados interactivos massivos e complexos é também um desafio importante. Isto requer investigação sistemática nas áreas de aprendizagem profunda, aprendizagem por reforço, aprendizagem por transferência e outras áreas.

Além disso, a melhoria da inteligência baseada em dados está intimamente ligada ao sistema de controle eletromecânico do robô. Se a Ambidex quiser finalmente alcançar uma operação autônoma, ela precisará fazer novos avanços no planejamento de movimento, controle de força e operação hábil. Por exemplo, como conseguir uma compreensão e operação precisas com base em feedback visual e tátil? Como manter o equilíbrio e a robustez num ambiente dinâmico? Estas são dificuldades técnicas que precisam ser superadas com urgência.

Em geral, o plano técnico desenvolvido pela NAVER LABS para Ambidex é prático e viável, e a sua ideia de desenvolvimento de "pessoas liderando máquinas e sendo orientadas por dados" representa a direção de ponta da pesquisa em robótica. Atualmente, a Ambidex ainda está em fase de acumulação de tecnologia e otimização iterativa. Para se transformar verdadeiramente num sistema inteligente totalmente autónomo, é necessário continuar a fazer esforços a vários níveis, como a percepção, a cognição, a tomada de decisões e o controlo.

Robô humanóide;

Robô IA;

Robô de serviço de IA.