ТехнологииРобот от ABB научили играть в настольную игру Дженга (+Видео)

Инженеры из Массачусетсткого технологического института (MIT) представили необычный робот-игрок в настольную головоломку под названием Дженга. В данной игре 54 прямоугольных блока сложены в 18 слоев по три блока в каждом. Блоки в каждом слое расположены перпендикулярно блокам ниже. Цель игры состоит в том, чтобы аккуратно извлечь блок и поместить его на вершину башни, выстраивая новый уровень. При этом вся конструкция не должна разрушиться.

Традиционные схемы машинного обучения оказались слишком неудобными для того, чтобы запрограммировать робот для такого развлечения. Потребовалось бы фиксировать данные о тысячах, если не десятках тысяч попыток извлечения блока. Вместо этого Альберто Родригес, доцент кафедры машиностроения МIT и его коллеги нашли более эффективный способ научить манипулятор играть в Дженга.

Для своей цели команда адаптировала стандартный роботизированный манипулятор IRB 120 от ABB. Технологическое решение оснастили мягким захватом, манжетой для измерения силы и внешней камерой. Все это помогло ему считывать расположение блоков в башне и чувствовать их устойчивость.

Установив башню из блоков в пределах досягаемости робота, начался период обучения, в ходе которого технологическое решение сначала выбирало случайный блок и место на блоке, на которое нужно нажать. Затем оно прилагало небольшое усилие, пытаясь вытолкнуть блок из башни.

В это время компьютер фиксировал визуальную и тактильную обратную связь от камеры и манжеты и сравнивал такие измерения с движениями, которые манипулятор делал ранее. При этом учитывались результаты проделанных шагов - в частности, был ли успешно извлечен блок, какая при этом была приложена сила и конфигурация движения. Затем в режиме реального времени робот «узнавал», продолжать ли толкать или перемещать новый блок, чтобы башня не упала.

Таким образом робототехническое решение продемонстрировало то, чего было непросто достичь ранее. Это способность быстро освоить лучший способ выполнения задачи не только благодаря визуальным подсказкам, но основываясь на тактильных и физических взаимодействиях.

«В отличие от более познавательных заданий или игр, таких как например шахматы, игра в Дженгу требует овладения физическими навыками, такими как прощупывание, толкание, вытягивание, размещение и выравнивание фигур. Для этого необходимо интерактивное восприятие и манипуляция, когда роботу приходится двигаться и касаться башни, чтобы узнать как и когда перемещать блоки», - пояснил Родригес. – Основная задача – справиться с задачей за минимальное количество попыток».

Вместо того чтобы предпринимать десятки тысяч попыток, которые потребовали бы реконструкции башни почти столько же раз, манипулятор научился аккуратно вытягивать блоки всего за 300 попыток. При этом фиксировались случаи, когда блок было трудно перемещать или когда башня была разрушена.

Позволит ли такой подход успешно сыграть роботу с людьми? Несколько волонтеров уже проверили это в ходе неформальных испытаний. И результаты поразили. Силы человека и робота оказались приблизительно равны. Однако технологическим решениям все же стоит поучиться тому, как извлечь блок таким образом, чтобы затруднить сопернику извлечение следующего блока, не опрокинув башню.

Разработанную исследователями тактильную систему обучения игре в Дженгу можно использовать и для выполнения других задач, требующих тщательного физического взаимодействия манипулятора с каким-либо объектом, в том числе для отделения вторсырья от мусора и сборки товаров народного потребления.

- Промышленные роботы ABB в каталоге robotforum.ru

Автор: Елизавета Эрмант: 23.02.2019

Источник: Therobotreport