Робота научили аккуратно ловить мягкие предметы

Японские инженеры создали роботизированный захват, способный ловить быстро падающие мягкие объекты, не деформируя их. Он использует два типа датчиков, которые с высокой точностью отслеживают положение падающего объекта, расстояние до него и угол наклона. Описание системы доступно на сайте Токийского университета.

Захват предметов — это одна из наиболее востребованных задач робототехники. К примеру, Amazon, стремящаяся автоматизировать свои склады, проводит ежегодные соревнования среди разработчиков хватающих роботов. С обычными задачами, такими как захват жестких и даже двигающихся предметов, современные роботы справляются хорошо и точность захвата некоторых из них достигает почти 90 процентов. Но есть и более сложные задачи, такие как захват мягких и хрупких предметов. В этой области уже есть некоторые наработки, в которых, как правило, применяются мягкие материалы для того, чтобы не повредить объект.

Группа инженеров из лаборатории Масатоси Исикавы (Masatoshi Ishikawa) Токийского университета применили другой подход и смогли решить еще более сложную задачу — захват быстро двигающихся мягких предметов. На концах манипуляторов установлены полимерные площадки для смягчения удара при захвате, но основной вклад в аккуратность вносят не они, а активная система отслеживания положения летящего объекта. Она состоит из двух высокоскоростных камер, установленных недалеко от захватов, и двух высокоскоростных датчиков расстояния и угла наклона.

На первом этапе полета захватываемого объекта система отслеживает его полет с помощью внешних высокоскоростных камер. В это время роботизированные захваты уже сдвигаются, но между ними остается достаточно большое расстояние. Когда объект находится достаточно близко, система переключается на данные от датчиков в самих захватах. Каждый из этих двух датчиков состоит из фотодетектора в центре и нескольких светодиодов вокруг него. Поскольку пары светодиодов излучают модулированный свет, итоговое излучение имеет отличную от двух исходных фаз, по которой можно вычислить расстояние до объекта и угол его наклона относительно захвата.

Поскольку датчики расстояния работают с частотой обновления, равной одной миллисекунде, система успевает подвести оба захвата к падающему объекту и перестать двигать их практически сразу же после обнаружения контакта. Благодаря этому она может хватать даже очень мягкие объекты, такие как кусочек маршмэллоу, почти не деформируя их.

Существуют и другие быстрые и ловкие роботы. В начале 2018 года американские инженеры представили дельта-робота размером около двух сантиметров, способного выполнять манипуляции с точностью до пяти микрометров и делать циклические движения с частотой 75 раз в секунду.

Григорий Копиев