Una nuova alba nella robotica la rotazione degli oggetti basata sul tatto

Nuova alba nella robotica rotazione oggetti basata sul tatto

In un importante sviluppo, un team di ingegneri dell’Università della California San Diego (UCSD) ha progettato una mano robotica in grado di ruotare gli oggetti utilizzando solo il tatto, senza bisogno di input visivo. Questo approccio innovativo è stato ispirato dal modo naturale in cui gli esseri umani manipolano gli oggetti senza necessariamente vederli.

Un Approccio Tattile alla Manipolazione degli Oggetti

Il team ha equipaggiato una mano robotica a quattro dita con 16 sensori di contatto distribuiti sul palmo e sulle dita. Ogni sensore, che costa circa $12, svolge una semplice funzione: rileva se un oggetto lo sta toccando o meno. Questo approccio è unico poiché si basa su numerosi sensori di contatto a basso costo e bassa risoluzione che utilizzano segnali binari semplici – tocco o nessun tocco – per eseguire la rotazione in mano del robot.

In contrasto, altri metodi dipendono da alcuni costosi sensori di contatto ad alta risoluzione fissati su una piccola area della mano robotica, principalmente sulle punte delle dita. Xiaolong Wang, professore di ingegneria elettrica e informatica presso l’UC San Diego, che ha guidato lo studio, ha spiegato che questi approcci hanno diverse limitazioni. Riducono le possibilità che i sensori entrino in contatto con l’oggetto, limitando la capacità di rilevamento del sistema. I sensori di contatto ad alta risoluzione che forniscono informazioni sulla texture sono estremamente difficili da simulare e troppo costosi, rendendo difficile utilizzarli negli esperimenti reali.

Ruotare senza Vedere: Verso la Destrezza in Mano tramite il ToccoGuarda questo video su YouTube

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Il Potere dei Segnali Binari

“Abbiamo dimostrato che non abbiamo bisogno di dettagli sulla texture di un oggetto per svolgere questa attività. Abbiamo solo bisogno di segnali binari semplici che indichino se i sensori hanno toccato l’oggetto o meno, e questi sono molto più facili da simulare e trasferire nel mondo reale”, ha detto Wang.

Il team ha addestrato il loro sistema utilizzando simulazioni di una mano robotica virtuale che ruota un set variegato di oggetti, inclusi quelli con forme irregolari. Il sistema valuta quali sensori della mano vengono toccati dall’oggetto in ogni momento durante la rotazione. Valuta anche le posizioni attuali delle articolazioni della mano, così come le loro azioni precedenti. Utilizzando queste informazioni, il sistema istruisce la mano robotica su quale articolazione deve andare dove nel prossimo momento.

Il Futuro della Manipolazione Robotica

I ricercatori hanno testato il loro sistema sulla mano robotica reale con oggetti che il sistema non aveva ancora incontrato. La mano robotica è stata in grado di ruotare una varietà di oggetti senza fermarsi o perdere la presa. Gli oggetti includevano un pomodoro, un peperone, una lattina di burro di arachidi e una papera di gomma giocattolo, che era l’oggetto più difficile a causa della sua forma. Gli oggetti con forme più complesse richiedevano più tempo per la rotazione. La mano robotica poteva anche ruotare gli oggetti intorno a diversi assi.

Il team sta ora lavorando per estendere il loro approccio a compiti di manipolazione più complessi. Attualmente stanno sviluppando tecniche per consentire alle mani robotiche di afferrare, lanciare e jonglare, ad esempio. “La manipolazione in mano è una capacità molto comune che noi esseri umani abbiamo, ma è molto complessa da padroneggiare per i robot”, ha detto Wang. “Se possiamo dotare i robot di questa abilità, si apriranno le porte alle tipologie di compiti che possono svolgere”.

Questo sviluppo segna un importante passo avanti nel campo della robotica, aprendo potenzialmente la strada a robot in grado di manipolare oggetti al buio o in ambienti visivamente impegnativi.