Ученые разработали метод осязания, позволяющий роботам различать сходные по текстуре поверхности лучше, чем это делают люди
Работа опубликована в журнале Frontiers in Neurorobotics, ее краткое содержание можно прочитать на сайте Университета Южной калифорнии.
Исследователи собрали тестового робота из коммерчески доступных компонентов и занялись созданием 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. Внутри находились датчики тепла, силы и давления. Когда искусственный палец скользил по поверхности, в жидкости возникали колебания, которые записывались напоминающим микрофон датчиком.
Осязание всегда сопряжено с исследовательским движением. Для различения поверхностей человек всегда ощупывает интересующий предмет. Без таких движений в пальце не возникает колебаний, дающих необходимую информацию о фактуре поверхности.
Чтобы научить роботов ощупывать предметы, получая при этом максимум информации, ученые обратились к теории вероятностей и теореме Байеса. Она позволяет на основе косвенных данных, которые могут быть не точны (результаты ощупывания), определить вероятность события (наличие той или иной поверхности).
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 пригодиться для создания протезов, способных чувствовать текстуру поверхности. Также с ее помощью можно будет изготавливать роботов, наделенных осязанием.