7 вещей, которым можно научить исследовательского робота PR2
Знакомьтесь, это модифицируемый робот Personal Robot 2 (PR2) от разработчиков из Willow Garage, об умениях которого мы много раз писали. Его создатели при сборке предусмотрели возможность усовершенствования. Внешне робот похож на человека. У него есть база, туловище, руки и ноги. Он может двигаться, а руки позволяют роботу управлять объектами, несколько датчиков и сенсоров – воспринимать и оценивать окружающую среду. Благодаря тому, что ПО этого андроида обладает открытым исходным кодом, его можно научить многим действиям.
В первую очередь, разработчики научили робота искать в здании розетки и заряжаться от них. Также робот владеет несложной моторикой, например, может перелить жидкость из одного стакана в другой, листать страницы книги, брать ручку или тарелку. Возможности PR2 не ограничиваются только подражанием движениям человека, он может делать очень много довольно сложных операций. Начнем, пожалуй, с самой сложной с точки зрения обычного человека задачи.
Собирать Кубик Рубика
PR2 отлично справляется с этой задачей. Предварительно робот тщательно сканирует все грани кубика, решает задачу в своем «мозгу» и только затем принимается за работу, используя свои захваты для манипуляций с игрушкой. Правда, PR2 не был специально создан для решения головоломки, он задумывался как исследовательский инструмент, в основном, для проведения исследований в робототехнике. Так что ожидать от него рекордных результатов в решении головоломки не стоит.
Готовить пищу
Какая домохозяйка откажется от такого помощника на кухне? Он может испечь для вас печенье. Обученный кухонным премудростям, PR2 (или в этом случае “bakebot”) может взбивать сливочное масло с сахаром, разбивать яйца. Правда, он не совсем аккуратен и оставляет за собой небольшой беспорядок, который требует дополнительных затрат на наведение порядка на кухне.
Дальше – больше. Взяв к себе в подмастерье подобного, но с несколько меньшим функционалом, робота под названием Rosie, PR2 может готовить и пироги. Все, что ему для этого понадобится — это доступ в интернет и холодильник с продуктами.
Получив задание, робот загружает необходимый рецепт, находит и рассчитывает все дополнительные характеристики пирога с учетом конкретных условий приготовления. Используя сканирование штрих-кодов, машина отберет необходимые продукты и начнет готовить. Ловко управляясь с посудой, производя достаточно простые базовые операции (открыть/закрыть упаковку, помыть ингредиенты, нарезать их и так далее), PR2 и Rosie умудряются делать то, на что обычные домохозяйки тратят кучу своего времени, сил и средств. Правда, с учетом стоимости PR2 в размере $400 тысяч, вряд ли это чудо скоро получит прописку на кухнях. Готовить своими руками получится и дешевле, и вкуснее.
Стирать и складывать белье
Большинство роботов без труда управляются с различными предметами, но есть один нюанс – большинство этих предметов твердые (будь то кубики или детали автомобиля). А как же быть, когда предмет мягкий, например полотенце? Каким должен быть алгоритм действий робота? Да и с какой стороны роботу подойти к куче одежды?
Питер Аббель (Pieter Abbeel), профессор кафедры электротехники и компьютерных наук в Университете Беркли и его ученики уже создали робота, который умеет постирать и сложить одежду. Программистам пришлось создать тысячи строк кода, чтобы заставить робота действовать правильно. Вначале робота запрограммировали распознавать геометрию предметов одежды, когда он ее держит. Две камеры высокого разрешения – его “глаза” – позволяют роботу создать 3D-модель предмета для правильной работы с ним. Процессор одну за другой отбрасывает гипотезы, пока у робота не останется единственная правильная вроде «я держу в манипуляторах рубашку, держу ее за воротник». Далее включается алгоритм складывания «рубашки».
Читать вслух
В лаборатории GRASP Lab в Университете Пенсильвании (University of Pennsylvania) робота PR2 обучили распознанию слов. Робот может читать вслух любые надписи – от простых табличек до длинных предупреждений.
Пока робот способен обрабатывать только сравнительно короткие фразы, но со временем сможет читать целые рассказы. Учится он этому так же, как дети учатся читать. Одна из сложностей, с которой столкнулись разработчики, – способность распознавать различные шрифты. Дело в том, что робот гораздо более точен в восприятии информации, но даже это не мешает PR2 распознавать множество вариантов написания букв.
Сортировать и складывать продукты
Ученые из Стэнфордского университета (Stanford) написали для PR2 программу, которая позволяет роботу брать объекты, сканировать их штрих-коды и даже складывать товары в пакеты.
Трудность в решении этой задачи, как и в случае с одеждой, заключалась в том, чтобы «обучить» PR2 брать предметы разной формы и размера и определять, что они собой представляют. Для этого робот вначале знакомится с объектом, изучает его форму, моделирует трехмерную проекцию и на основе этого анализа распознает, как ему лучше взять предметы своими механическими руками.
При обучении робота работе на кассе ученые из Стэнфорда научили его оценивать размер объекта и распознавать его, считывая штрих-код. В итоге PR2 может стать либо кассиром в супермаркете, либо помощником при походах по магазинам для состоятельного хозяина (поскольку стоит робот очень недешево).
Сортировать непрозрачные емкости
Благодаря усилиям Живко Синапова (Jivko Sinapov), ученого из лаборатории робототехники в Университете Айовы (Developmental Robotics Laboratory, Iowa State) робот PR2 может сортировать непрозрачные емкости и определять, что в них что-то есть, не открывая их. Благодаря последним обновлениям ПО, робот PR2 способен определить, есть ли что-то в непрозрачной емкости, просто подняв или передвинув ее с места на место. Для этого авторы ПО научили робота определять усилия, затрачиваемые на передвижение емкости или коробки.
Играть в бильярд
И, в конце концов, после стольких праведных трудов даже роботу не грех отдохнуть и развеяться. Разработчики PR2 из компании Willow Garage решили наделить свое детище не только способностями отличного работника, но и компаньона по отдыху, научив его играть в бильярд.
В голову PR2 встроена фотокамера Polaroid, его руки похожи на манипуляторы, которые используются в станках для сборки. Камера находит мяч на бильярдном столе, руки используются для управления кием, а специальное ПО позволяет роботу ударять по мячу с нужной силой и точностью. Кроме того, встроенные процессоры позволяют рассчитывать наиболее оптимальные варианты удара в той или иной игровой ситуации.
роботы, технологии