Осязание роботов стало лучше человеческого

Исследователи собрали тестового робота из коммерчески доступных компонентов, после чего сосредоточились на разработке программного обеспечения, которое позволило бы ему максимально достоверно различать сходные поверхности.

Тактильный сенсор, на основе которого происходило осязание, имитировал строение человеческого пальца. Снаружи он был покрыт эластичной «кожей», несущей папиллярные узоры, а внутри был заполнен жидкостью. В нем находились датчики тепла, силы и давления. Когда искусственный палец скользил по поверхности, в жидкости возникали колебания, которые записывались датчиком, напоминающим микрофон.

Для различения поверхностей человек ощупывает интересующий предмет. Без движений в пальце не возникает колебаний, дающих необходимую информацию о фактуре поверхности. Поэтому для того, чтобы научить роботов ощупывать предметы, ученые обратились к теории вероятностей и теореме Байеса. Эта теорема позволяет на основе косвенных данных, которые могут быть не точны (результаты ощупывания), определить вероятность события.

Сначала авторы обучали робота на тестовой подборке из 117 материалов, а затем предложили ему определить один из них с помощью ощупывания.

Оказалось, что для различения поверхностей с вероятностью в 95 процентов роботу было достаточно совершить всего пять тактильных движений. Если количество движений не было ограничено, то вероятность правильного определения поверхности достигала 99,6 процента, что, по словам ученых, превышает способности человека.

Разработанная методика может быть полезна при создании протезов, способных чувствовать текстуру поверхности, а также при изготовлении роботов, наделенных осязанием.