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美国研究人员开发完整的移动机器手 推进家用机器人技术

发布时间:2025-01-16 10:36:49

据外媒报道,最近,斯坦福大学(Stanford University)、普林斯顿大学(Princeton University)和Dexterity公司的研究人员开发出完整的移动机器手TidyBot ,可以完成各种家务,并有助于训练或测试机器人应用的新算法。

(图片来源:tidybot.cs.princeton.edu)

研究人员Jeannette Bohg表示:“受机器人领域日益增长的可扩展数据收集需求的启发,特别是在移动操作领域,我们开发出TidyBot 。虽然模仿学习已经表现出令人鼓舞的结果,但这在很大程度上取决于实际演示的可用性,由于缺乏合适、可访问的研究平台,这些演示很难获得。研究人员注意到,在家庭环境中,用于移动操作的开源、灵活、经济的可用硬件存在缺口,这是许多机器人应用的主要关注点。”

该研究的主要目标是,通过开发新型机器人平台来推进机器人研究的发展,该平台不仅适合处理家务,还可用于收集模仿学习算法的训练数据。为了促进其广泛应用于机器人社区,该平台设计易于访问、功能强大且用途广泛。研究人员Jimmy Wu表示:“TidyBot 是一款移动机器人,旨在精确、轻松地完成家务。其核心是配备电动脚轮的完整底座,使其能够自由地向不同方向(向前、向后、侧向或旋转等)移动,而不受传统机器人底座(如差速驱动系统)的限制。这种增强机动性简化了机器人的动作,并使在狭窄空间中重新定位等任务更加高效。”

TidyBot 机器人拥有三个主要组件。首先是由铝制T型槽挤压件制成的模块化框架,其易于构建,可以通过添加各种机械臂或传感器进行定制。其次,铝制框架集成了电动脚轮,具有较小的“脚轮偏移”。这些轮子可以同时控制所有平面自由度,基本允许机器人像电动办公椅一样滚动。第三个组件是手机远程操作界面,利用WebXR API进行实时姿势跟踪。用户通过该界面,只需移动手机即可直观地控制机器人动作。Bohg表示:“与其他平台相比,TidyBot 具有高度的可操作性、易用性,并且针对学习家务进行了优化。完整的底座可以确保其运行高效平稳,即便是在杂乱的环境中。”

与其他先进的机器人平台相比,TidyBot 的成本相对较低。其主要结构可以通过添加特定的机械臂和传感器轻松进行定制,这有助于进行研究。研究人员进行了各种现实世界的实验,以测试机器人的潜力。结果表明,通过运行经过一些演示训练的策略,TidyBot 能够以很高的成功率完成各种家务,包括打开冰箱、擦拭台面和将碗碟放入洗碗机。Wu表示:“我们证明了在效率、任务成功率和远程操作的简易性方面,完整基座明显优于非完整设计。通过使设计和软件完全开源,我们的目标是普及强大的移动机械手,使全球研究人员能够推进移动操作研究。”

未来,该团队开发的机器人可以帮助收集高质量数据,通过模仿学习来训练机器人AI算法。TidyBot 还可以作为测试这些算法的平台引入教育环境,并最终部署到家庭环境中,帮助用户完成家务。Bohg表示:“在接下来的研究中,我们计划扩展TidyBot 的功能,例如集成先进的传感器和多个手臂,以扩大其可以完成的家务范围。我们还计划开发更直观的界面和自动化功能,以收集大规模数据集,用于学习复杂的操作策略。”

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