你敢让机器人刮胡子么?Tony老师还没走远,剃须机器人又来了!

你想象过机器人帮你刮胡子的场景么?当你舒适的躺在躺椅上,机器人拿着刀片轻轻的在你脸上刮来刮去。也许那时候你心里唯一的想法就是时刻注意机器人手里的刀片不要刮伤自己。

前两天,刚被机器人Tony老师剪发的视频刷屏,这次,可以刮胡子的机器人老师傅又来了。

机器人专家都喜欢挑战难题,于是完成了绕脑袋动剪刀的任务,又开始直接在脸上动刀的挑战了。

像DARPA机器人挑战赛和DARPA机器人地下挑战赛这样的赛事已经在帮助(并且仍在帮助)推动机器人技术取得重大进步了,但并非所有的难题都需要DARPA的大量资助。有时,对机器人来说确实很难做到的棘手问题可能只是一些非常具体的事情,特别是相对于一个受过适当训练的人能够轻而易举地做到的事而言。接球、把楔子插进洞里或者用直剃刀剃别人的脸,而不必给他们理发(Shane莫名被同行cue)。

有个机器人专家把直剃刀剃脸看作是机器人应该解决的难题,他就是JohnPeter Whitney。他第一次崭露头角是在2014年芝加哥的IROS,当时他(在迪士尼研究所工作)介绍了一种优雅的流体执行器系统。这些执行器使用含有流体(如空气或水)的管道,通过非常有效的方式将力从主机器人传递到辅助机器人。这种方式在基于流体可压缩性下,同时具有适应性和非常逼真的力反馈。

Whitney现在在波士顿的北大学,他最近在RSS的“Reacting to contact”研讨会上发表了演讲。他提出,由于对性能和可靠性的极高要求和超高难度,用直剃刀剃须将是机器人学科一个有趣而有价值的课题。

在这里,直剃刀有点像安全剃须刀,只不过去掉了安全部分。实际上这让它对人类和机器人的安全性大大降低。对于那些担心安全性的人来说,也不太理想,因为在这个过程中,剃须刀最终会令人痛苦地靠近动脉,而动脉正忙着往你的大脑输送血液,而这正是大多数人希望刀片远离的最重要的地方。但这并没有阻止Whitney把嘴边的胡子交给由专业理发师操控的机器人。这并不是一款自动直剃刀机器人(因为Whitney可还没疯),但这绝对是朝着这个方向迈出的一步,同时要求Whitney开发的硬件绝对可靠。

如果Whitney看起来有点紧张,那是因为他真的紧张。

“这是我第一次被人刮胡子(什么东西?!)另一种方法是用直剃刀,”他告诉我们,虽然有一个专业的理发师来操控是一种安慰,“但我感觉和控制上的缺失让我有些不安。”Whitney说。这位来自马萨诸塞州萨默维尔Dentes理发店的理发Jesse ·Cabbage对剃须刀所传递出来的力反馈感到惊讶。Whitney说:“这就是我们决定制作这部影片的原因之一。我无法向某人展示事物的感受,因此,最好的办法是展示一个奇妙的任务,无论是从经历还是直觉上,都能让观众清楚地看到。这个系统必须具有这些属性,否则任务就无法完成。”

至于Whitney什么时候能在无人操作的机器人系统下轻松剃须呢?这需要大量的工作,就像机器人学科中的其他难题一样。“这有两个问题需要解决,”他解释道。“一是组件本身(软件、电子元件等)的容错能力,二是感知和规划算法的质量。”

他将类似(或更大)风险的自动驾驶汽车进行了比较:“要学习如何感知、解释和适应场景,我们需要一个非常逼真的任务模型或者丰富的数据和经验,甚至两者兼而有之。但是在剃须的情况下,我们两个都非常缺乏!“他继续用这个比喻说:“我认为这是一个自然的进步,社区开始在封闭的球场上自动驾驶玩具车,后来发展到真正的运载人类乘客的汽车;在机器人操作方面,我们正开始走出‘玩具车’阶段,因此,我认为有针对性地解决高后果的难题有助于推动进步。”

当然,这里的最终目标要比创建一个专用的剃须机器人要实用得多。这是一个挑战,其中包括一系列子目标,这些子目标将使机器人技术更普遍地受益。Whitney正在开发的这个特殊的硬件系统实际上是一个试验台,用于探索与MRI兼容的远程穿刺活检。他和他的学生正在波士顿的布里格姆女子医院合作,将这项技术应用于前列腺活检和消融程序。他们也在探索要使用多精细的触觉来绘制环境地图,然后用它定位,特别是在那些视觉不能起到作用的地方。Whitney说,对于我们必须与微妙的、不确定的环境进行交互的应用来说,例如那些医疗机器人、辅助和康复机器人、外骨骼已经以及用于精细任务的共享自主远程操作系统,研究这些特征和行为非常有意义。

 
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