新技術(shù)可讓機(jī)器人處理褶皺布料

為了協(xié)助人類進(jìn)行日?；顒?dòng)并成功完成家務(wù)，機(jī)器人應(yīng)能有效操縱人們每天使用的物品。

然而，一些物體由于其形狀、靈活性或其他特性，很難被機(jī)械手抓取和處理，例如有褶皺的衣服。瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員最近引入了一種新的計(jì)算技術(shù)，可以將皺巴巴的布料可視化，幫助機(jī)器人規(guī)劃有效策略，以便在做家務(wù)時(shí)抓住布料并進(jìn)行一系列操作。相關(guān)論文最新發(fā)表在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上。

為了在單視角網(wǎng)格上重建皺巴巴的布料，研究人員使用了一個(gè)基于圖形神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型。該算法旨在處理可以用圖形表示的數(shù)據(jù)。

研究人員匯編了一個(gè)數(shù)據(jù)集訓(xùn)練其模型，其中包含超過(guò)12萬(wàn)張合成圖像，這些圖像來(lái)自布料網(wǎng)格的模擬、渲染的頂級(jí)視頻RGBD布料圖像，以及在現(xiàn)實(shí)世界中捕獲的3000多張帶標(biāo)簽的布料圖像。在對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行大量訓(xùn)練后，研究人員發(fā)現(xiàn)，模型只需從上方查看布料就可有效地預(yù)測(cè)整個(gè)布料頂點(diǎn)的位置。

為了評(píng)估模型的性能，研究人員進(jìn)行了一系列測(cè)試。他們將模型應(yīng)用到ABB YuMi機(jī)器人上，這是一個(gè)有兩只胳膊和兩只手的人形半身機(jī)器人。

在模擬和實(shí)驗(yàn)中，他們的模型都能夠生成布料的網(wǎng)格，從而有效指導(dǎo)ABB YuMi機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，使它無(wú)論是用單手還是同時(shí)使用雙手，都能夠更好地握住和操縱各種布料。

研究人員匯編的數(shù)據(jù)集和模型的代碼是開源的，可以在GitHub上訪問(wèn)。未來(lái)這項(xiàng)研究可能會(huì)為機(jī)器人領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展鋪平道路，有助于讓移動(dòng)機(jī)器人更好地幫助人類做家務(wù)，尤其是提高它們處理桌布和其他各種常用布料的能力。