À quoi ressemble un bras robotique conçu pour « l’interaction homme-machine » ?

Ce bras robotique vise à être « sûr » et « flexible » et est encore plus léger qu'un bras humain. Il s'agit d'un robot à deux bras originaire de Corée du Sud - Ambidex.

En 2019, nous avons présenté son prototype, développé par NAVER LABS. Sa société mère NAVER est connue sous le nom de « Google de Corée du Sud ».
A cette époque, Ambidex n’avait que deux bras. Lorsque nous nous sommes revus après 5 ans, cela ressemblait davantage à un humain.

Le plus gros changement est qu'avec la tête + le tronc + la taille, l'amplitude de mouvement et la stabilité ont été grandement améliorées.

Ambidex a également amélioré ses dispositifs haptiques et peut désormais accomplir des tâches plus complexes, comme aider ses « collègues » à se laver le visage :

Je suis également un bon assistant en cuisine. Je vais éplucher une patate douce pour que tu la manges :

Si vous n'avez rien à faire, divertissons-nous et jouons au tennis de table :

▍Entraînement par câble + nouveau design de style minimaliste

Le bras AMBIDEX utilise un mécanisme entraîné par câble qui place tous les actionneurs robustes sur les épaules et les parties du corps, ce qui réduit le poids du bras. Un seul bras robotique ne pèse que 2,6 kilogrammes, ce qui est plus léger que le bras d'un homme adulte.

Un bras plus léger représente la sécurité et la flexibilité, lui permettant d'interagir en toute sécurité avec les gens, comme se serrer la main ou se serrer la main :

Malgré son poids léger, AMBIDEX peut supporter un poids de 3 kg et peut fonctionner à une vitesse maximale de 5 m/s.

Comme le bras humain, le bras Ambidex possède également 7 degrés de liberté articulaires. Les responsables affirment que son mécanisme innovant peut simultanément améliorer la force et la solidité de chaque articulation, permettant le même niveau de contrôle, de performance et de précision que les robots industriels !

Après avoir ajouté de nouveaux modèles de tête, de torse et de taille, Ambidex a l'air plus cool. Cependant, NAVER LABS a déclaré qu'ils ne voulaient pas sacrifier l'efficacité de la recherche au profit de l'image extérieure, ils ont donc adopté un « style minimaliste » en apparence. La conception utilise des zones noires pour masquer les capteurs et les composants boulonnés, réduisant ainsi la complexité visuelle.

Dans le même temps, compte tenu du mouvement du robot et de la commodité de l'assemblage, NAVER LABS a minimisé la configuration du couvercle et s'est concentré sur les détails de la ligne de joint afin que le couvercle puisse être séparé, en conservant le câblage tout en le réinterprétant comme un élément de conception. , pendant l'affichage Tout en conservant la structure de base, il maximise l'équilibre et l'unité visuels globaux.

NAVER LABS n'a pas encore annoncé d'autres points forts techniques du "Humanoid Ambidex", mais les mouvements semblent plus fluides et plus flexibles.

▍Apprendre « l'intelligence physique » humaine

Regardez attentivement, lorsqu'Ambidex effectue diverses tâches, il y a un membre du personnel derrière lui qui cache sa renommée et ses réalisations :

Il semble que le personnel contrôle Ambidex, mais en fait Ambidex apprend « l'intelligence physique » humaine. Contrairement à la plupart des bras robotiques qui se déplacent en fonction d'informations de position pré-saisies, Ambidex est conçu pour « l'interaction homme-machine » et doit garantir une sécurité absolue dans les tâches quotidiennes non structurées.

Alors, qu’est-ce que l’intelligence physique humaine ? NAVER LABS a déclaré : En plus des activités conscientes lorsque les humains interagissent avec l’environnement extérieur, de nombreuses choses sont inconscientes. Par exemple : lorsqu'ils étalent de la confiture, les humains ne tiennent pas compte de chaque mouvement des doigts ni de la petite force exercée sur le poignet et les doigts. Les connaissances et l'intelligence basées sur cette expérience physique sont appelées « intelligence physique ».

Afin de transmettre une « intelligence physique » aux robots, NAVER LABS a développé un dispositif tactile. Contrairement aux dispositifs de contrôle courants, le dispositif tactile d'Ambidex fournit des données de position et de force de manière bilatérale. Non seulement cela permet à l’utilisateur d’envoyer des commandes au robot pour déplacer sa position, mais cela permet également à l’utilisateur de ressentir les forces subies par le robot. Les gens contrôlent les robots via des appareils tactiles pour effectuer des tâches, et en même temps, les robots acquièrent indirectement l'intelligence physique humaine.

▍Améliorations de l'équipement tactile, de l'épluchage des patates douces au jeu de tennis de table.

Voyons comment Ambidex utilise des appareils tactiles pour éplucher les patates douces :

Bien que cela semble simple, l’ensemble de l’action est réalisé par le contrôle de force du robot et la transmission bilatérale de force du dispositif haptique. Si l'un ou l'autre ne fonctionne pas correctement, une friction excessive s'exerce entre le couteau et la pomme de terre, risquant d'endommager l'ingrédient, l'outil ou le robot lui-même.

« Peeling Sweet Potatoes » montre uniquement le dispositif tactile de première génération d'Ambidex, qui a ensuite été mis à niveau par NAVER LABS. Haptic Device 2.0 dispose d'un espace de mouvement plus grand et les performances des tâches pour les mouvements complexes et détaillés ont également été considérablement améliorées, notamment : la vitesse avec laquelle le robot répond aux mouvements de l'opérateur et l'efficacité avec laquelle les utilisateurs ressentent les forces ressenties par le robot. .

Le dispositif haptique amélioré peut effectuer des tâches complexes impliquant des mouvements rapides, comme jouer au tennis de table, où la raquette doit être rapidement positionnée dans la bonne position pour s'aligner avec la balle entrante.

Au moment de l'impact (lorsque la balle est frappée), elle doit se déplacer avec une vitesse suffisante et dans la bonne direction. Si l'inertie du dispositif haptique était légèrement plus grande, ou s'il y avait un retard dans le transfert de l'ampleur et de la direction de la force du mouvement humain au robot, la démonstration de ping-pong ne réussirait pas.

Bien qu'Ambidex n'ait pas encore atteint l'exécution autonome des tâches, ce jour n'est peut-être pas si loin, car l'objectif de NAVER LABS est d'utiliser des dispositifs haptiques bilatéraux comme un outil efficace pour collecter des données d'entraînement de haute qualité afin d'améliorer le niveau d'intelligence d'Ambidex. et finalement parvenir à une exécution autonome. Tâche.

▍Conclusion

La feuille de route technologique de NAVER LABS pour Ambidex est clairement visible. Collecte de données d'interaction homme-machine de haute qualité via des dispositifs tactiles bilatéraux pour entraîner le modèle intelligent du robot. Cette idée d'« apprentissage collaboratif homme-machine » peut être considérée comme une innovation technologique importante.

Du point de vue de la mise en œuvre technique, la qualité et la richesse des données collectées par les dispositifs tactiles bilatéraux affecteront directement les performances des algorithmes intelligents des robots. NAVER LABS doit être encore optimisé dans la conception matérielle, la sélection des capteurs, le traitement du signal et d'autres aspects pour garantir l'exactitude, le temps réel et la diversité des données. Dans le même temps, concevoir un cadre d’apprentissage automatique efficace pour extraire des modèles de comportement et des stratégies de prise de décision courants à partir de données interactives massives et complexes constitue également un défi majeur. Cela nécessite des recherches systématiques dans les domaines de l’apprentissage profond, de l’apprentissage par renforcement, de l’apprentissage par transfert et d’autres domaines.

De plus, l'amélioration de l'intelligence basée sur les données est étroitement associée au système de contrôle électromécanique du robot. Si Ambidex veut enfin parvenir à un fonctionnement autonome, il doit réaliser de nouvelles avancées en matière de planification de mouvement, de contrôle de la force et de fonctionnement adroit. Par exemple, comment obtenir une préhension et une opération précises basées sur un retour visuel et tactile ? Comment maintenir équilibre et robustesse dans un environnement dynamique ? Ce sont des difficultés techniques qui doivent être surmontées de toute urgence.

En général, le plan technique développé par NAVER LABS pour Ambidex est pratique et réalisable, et son idée de développement selon laquelle « des personnes dirigent des machines et sont pilotées par les données » représente l'orientation de pointe de la recherche en robotique. Actuellement, Ambidex est encore au stade d’accumulation technologique et d’optimisation itérative. Pour devenir véritablement un système intelligent entièrement autonome, il doit continuer à déployer des efforts à plusieurs niveaux tels que la perception, la cognition, la prise de décision et le contrôle.

Robot humanoïde ;

Robot IA ;

Robot de service IA.