Cánh tay robot được thiết kế để "tương tác giữa người và máy tính" trông như thế nào?

Cánh tay robot này tập trung vào tính "an toàn" và "linh hoạt" và thậm chí còn nhẹ hơn cánh tay con người. Đó là robot hai tay đến từ Hàn Quốc - Ambidex.

Vào năm 2019, chúng tôi đã giới thiệu nguyên mẫu được phát triển bởi NAVER LABS. Công ty mẹ NAVER của nó được mệnh danh là "Google của Hàn Quốc".
Vào thời điểm đó, Ambidex chỉ có hai cánh tay. Khi chúng tôi gặp lại sau 5 năm, nó trông giống con người hơn.

Thay đổi lớn nhất là với đầu + thân + eo, phạm vi chuyển động và độ ổn định đã được cải thiện rất nhiều.

Ambidex cũng đã nâng cấp các thiết bị xúc giác của mình và giờ đây có thể hoàn thành các nhiệm vụ phức tạp hơn, chẳng hạn như giúp "đồng nghiệp" rửa mặt:

Tôi cũng là một tay giỏi trong bếp. Tôi sẽ gọt một củ khoai lang cho bạn ăn:

Nếu bạn không có gì để làm, hãy giải trí và chơi bóng bàn nhé:

▍Truyền động cáp + thiết kế theo phong cách tối giản mới

Cánh tay AMBIDEX sử dụng cơ chế truyền động bằng cáp đặt tất cả các bộ truyền động hạng nặng lên vai và các bộ phận cơ thể, giúp giảm trọng lượng của cánh tay. Một cánh tay robot chỉ nặng 2,6 kg, nhẹ hơn cánh tay của nam giới trưởng thành.

Cánh tay nhẹ hơn thể hiện sự an toàn và linh hoạt, cho phép nó tương tác an toàn với mọi người, chẳng hạn như ôm và bắt tay:

Mặc dù có trọng lượng nhẹ nhưng AMBIDEX có thể chịu được trọng lượng 3kg và có thể chạy với tốc độ tối đa 5m/s.

Giống như cánh tay con người, cánh tay Ambidex cũng có 7 bậc tự do khớp. Các quan chức cho biết cơ chế cải tiến của nó có thể đồng thời tăng cường lực và sức mạnh của từng khớp, cho phép mức độ kiểm soát, hiệu suất và độ chính xác tương đương với robot công nghiệp!

Sau khi thêm các thiết kế đầu, thân và thắt lưng mới, Ambidex trông ngầu hơn. Tuy nhiên, NAVER LABS cho biết họ không muốn hy sinh hiệu quả nghiên cứu vì hình ảnh bên ngoài nên đã áp dụng “phong cách tối giản” về ngoại hình. Thiết kế sử dụng các vùng màu đen để ẩn cảm biến và các bộ phận được bắt vít, giúp giảm độ phức tạp về mặt thị giác.

Đồng thời, xem xét chuyển động của robot và sự thuận tiện khi lắp ráp, NAVER LABS đã giảm thiểu cấu hình nắp và tập trung vào các chi tiết của đường phân khuôn để có thể tách rời nắp, giữ lại hệ thống dây điện trong khi diễn giải lại nó như một yếu tố thiết kế , trong khi hiển thị Trong khi duy trì cấu trúc cơ bản, nó tối đa hóa sự cân bằng và thống nhất về mặt hình ảnh tổng thể.

NAVER LABS vẫn chưa công bố thêm bất kỳ điểm nổi bật kỹ thuật nào của "Humanoid Ambidex", nhưng các chuyển động có vẻ mượt mà và linh hoạt hơn.

▍Tìm hiểu “trí tuệ thể chất” của con người

Hãy nhìn kỹ, khi Ambidex thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau, đằng sau anh ta có một nhân viên che giấu danh tiếng và thành tích của mình:

Có vẻ như các nhân viên đang điều khiển Ambidex, nhưng thực chất Ambidex đang học "trí tuệ thể chất" của con người. Không giống như hầu hết các cánh tay robot di chuyển dựa trên thông tin vị trí được nhập trước, Ambidex được thiết kế để “tương tác giữa người và máy tính” và phải đảm bảo an toàn tuyệt đối trong các công việc hàng ngày không có cấu trúc.

Vậy trí thông minh vật lý của con người là gì? NAVER LABS cho biết: Ngoài những hoạt động có ý thức khi con người tương tác với môi trường bên ngoài, còn có rất nhiều thứ là vô thức. Ví dụ: khi bôi mứt, con người không tính đến từng chuyển động của ngón tay hay lực cực nhỏ tác dụng lên cổ tay và các ngón tay. Kiến thức và trí thông minh dựa trên trải nghiệm thể chất này được gọi là "trí tuệ thể chất".

Để truyền đạt "trí thông minh vật lý" cho robot, NAVER LABS đã phát triển một thiết bị xúc giác. Không giống như các thiết bị điều khiển thông thường, thiết bị xúc giác của Ambidex cung cấp dữ liệu vị trí và lực theo cách song phương. Nó không chỉ cho phép người dùng gửi lệnh cho robot di chuyển vị trí mà còn cho phép người dùng cảm nhận được lực mà robot đang trải qua. Con người điều khiển robot thông qua các thiết bị xúc giác để thực hiện nhiệm vụ, đồng thời robot gián tiếp thu được trí tuệ vật lý của con người.

▍Nâng cấp thiết bị xúc giác, từ gọt khoai lang đến chơi bóng bàn.

Cùng xem Ambidex sử dụng thiết bị xúc giác để gọt vỏ khoai lang như thế nào:

Mặc dù có vẻ đơn giản nhưng toàn bộ hành động được thực hiện bằng lực điều khiển của robot và truyền lực song phương của thiết bị xúc giác. Nếu một trong hai bộ phận không hoạt động bình thường, ma sát quá mức sẽ xảy ra giữa dao và khoai tây, có khả năng làm hỏng nguyên liệu, dụng cụ hoặc bản thân robot.

“Bóc khoai lang” chỉ hiển thị thiết bị xúc giác thế hệ đầu tiên của Ambidex, sau đó đã được NAVER LABS nâng cấp. Haptic Device 2.0 có không gian chuyển động lớn hơn và hiệu suất thực hiện nhiệm vụ đối với các chuyển động phức tạp và chi tiết cũng được cải thiện đáng kể, bao gồm: tốc độ robot phản ứng với chuyển động của người điều khiển và hiệu quả mà người dùng cảm nhận được lực do robot cảm nhận .

Thiết bị xúc giác được nâng cấp có thể thực hiện các nhiệm vụ phức tạp liên quan đến chuyển động nhanh, chẳng hạn như chơi bóng bàn, trong đó vợt phải được đặt nhanh chóng vào đúng vị trí để thẳng hàng với quả bóng đang bay tới.

Tại thời điểm va chạm (khi bóng bị đánh), nó phải chuyển động với tốc độ vừa đủ và đúng hướng. Nếu quán tính của thiết bị xúc giác lớn hơn một chút hoặc nếu có sự chậm trễ trong việc truyền cường độ và hướng của lực từ chuyển động của con người sang robot thì màn trình diễn bóng bàn sẽ không thành công.

Mặc dù Ambidex vẫn chưa đạt được khả năng tự thực hiện nhiệm vụ nhưng có lẽ ngày này không còn xa nữa, vì mục tiêu của NAVER LABS là sử dụng các thiết bị xúc giác song phương như một công cụ hữu hiệu để thu thập dữ liệu đào tạo chất lượng cao nhằm nâng cao mức độ thông minh của Ambidex và cuối cùng đạt được sự thực thi tự chủ. Nhiệm vụ.

▍Kết luận

Lộ trình công nghệ của NAVER LABS dành cho Ambidex đã rõ ràng. Thu thập dữ liệu tương tác giữa người và máy tính chất lượng cao thông qua các thiết bị xúc giác song phương để huấn luyện mô hình thông minh của robot. Ý tưởng “học tập hợp tác giữa con người và máy móc” này có thể nói là một sự đổi mới công nghệ quan trọng.

Từ góc độ triển khai kỹ thuật, chất lượng và sự phong phú của dữ liệu được thu thập bởi các thiết bị xúc giác hai bên sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của các thuật toán thông minh của robot. NAVER LABS cần được tối ưu hóa hơn nữa trong thiết kế phần cứng, lựa chọn cảm biến, xử lý tín hiệu và các khía cạnh khác để đảm bảo tính chính xác, thời gian thực và đa dạng của dữ liệu. Đồng thời, làm thế nào để thiết kế một khung học máy hiệu quả để trích xuất các mô hình hành vi phổ biến và chiến lược ra quyết định từ dữ liệu tương tác khổng lồ và phức tạp cũng là một thách thức chính. Điều này đòi hỏi nghiên cứu có hệ thống trong các lĩnh vực học sâu, học tăng cường, học chuyển giao và các lĩnh vực khác.

Ngoài ra, cải tiến trí tuệ dựa trên dữ liệu được kết hợp chặt chẽ với hệ thống điều khiển cơ điện của robot. Nếu Ambidex cuối cùng muốn đạt được khả năng vận hành tự động, họ cần phải tạo ra những bước đột phá mới trong việc lập kế hoạch chuyển động, kiểm soát lực và vận hành khéo léo. Ví dụ, làm thế nào để đạt được khả năng nắm bắt và vận hành chính xác dựa trên phản hồi thị giác và xúc giác? Làm thế nào để duy trì sự cân bằng và vững chắc trong môi trường năng động? Đây là những khó khăn kỹ thuật cần phải khắc phục khẩn cấp.

Nhìn chung, kế hoạch chi tiết kỹ thuật do NAVER LABS phát triển cho Ambidex là thực tế và khả thi, đồng thời ý tưởng phát triển "con người dẫn dắt máy móc và điều khiển dữ liệu" thể hiện hướng đi tiên tiến của nghiên cứu robot. Hiện tại, Ambidex vẫn đang trong giai đoạn tích lũy công nghệ và tối ưu hóa lặp đi lặp lại. Để thực sự phát triển thành một hệ thống thông minh tự chủ hoàn toàn, nó cần tiếp tục nỗ lực ở nhiều cấp độ như nhận thức, nhận thức, ra quyết định và kiểm soát.

Robot hình người;

Robot trí tuệ nhân tạo;

Robot dịch vụ AI.